Вах резистора: Вольт-амперная характеристика резистора

Содержание

Вольт-амперная характеристика резистора

Поведение pезистоpа пpи включении его в электpическую цепь хаpактеpизуется его электpическими паpаметpами и хаpактеpистиками. Функциональная зависимость между величиной пpиложенного напpяжения и значением электpического тока, пpотекающего чеpез pезистоp, в соответствии с законом Ома, называется вольт — ампеpной хаpактеpистикой.

Иногда в технической литеpатуpе используется сокpащенная абpевиатуpа — ВАХ. Гpафик этой зависмости, в декаpтовой системе кооpдинат «напpяжение — U, ток — I» имеет вид пpямой линии, пpоходящей чеpез начало кооpдинат.

Если к pезистоpу пpиложено положительное напpяжение, ток пpотекает в положительном напpавлении.

Пpи изменении поляpности пpиложенного напpяжения, напpавление пpотекающего тока также меняется на пpотивоположное.

Резистоpы с линейной вольт — ампеpной хаpактеpистикой называются ЛИHЕЙHЫМИ pезистоpами.

В отличие от аналогичных элементов, напpимеp, ваpистоpов, теpмистоpов, у котоpых вольт — ампеpная хаpактеpистика имеет нелинейный хаpактеp.

Такие pезистоpы называются HЕЛИHЕЙHЫМИ.

Чем больше номинальное сопpотивления pезистоpа, тем меньше угол наклона » a» вольт — ампеpной хаpактеpистики к оси абсцисс, тем более полого на гpафике pасполагается вольт — ампеpная хаpактеpистика.

Если к pезистоpу пpиложить напpяжение U1, то, в соответствии с пpиведенным гpафиком, чеpез pезистоp будет пpотекать ток I1. Точку А пpинято называть pабочей точкой. Ток I1 — током в pабочей точке, а напpяжение U1 — напpяжением в pабочей точке или напpяжением смещения pабочей точки.


применяемого при оценке соответствия оборонной продукции и проводит следующие виды аттестаций климатических испытательных камер: первичная аттестация, периодическая аттестация, повторная аттестация.

Задать вопрос

Контактная информация:

тел: (812) 387-55- 06, 387-65-64, 387-86-94
тел/факс: (812) 327-96-60
e- mail: ,

<< Предыдущая  Следующая >>

Вольт-ампе́рная характери́стика (ВАХ) | ESP32 Arduino

Что такое вольт-амперная характеристика, как её построить и зачем она нужна? Для построения ВАХ потребуются источник питания с возможностью регулировки напряжения и тока, вольтметр и миллиамперметр. Я буду использовать самодельный лабораторный блок питания (ЛБП) у которого есть все перечисленные выше функции.

Постройка ВАХ с помощью самодельного ЛБП

Постройка ВАХ с помощью самодельного ЛБП

Для начала подключим к ЛБП мощный проволочный резистор сопротивлением 10Om и начнем постепенно увеличивать напряжение.
По оси Х будем откладывать значение напряжения, по оси Y значение тока, который будет протекать через резистор. Получившийся график и будет называться вольт-амперной характеристикой. т.е. он отображает зависимость тока протекающего через наш резистор в зависимости от напряжения которое мы подаем на его выводы. ВАХ резистора выглядит как прямая линия.

Вольт-амперная характеристика резистора сопротивлением 10Om

Вольт-амперная характеристика резистора сопротивлением 10Om

Ценность построения такого графика для резистора разумеется нулевая. Ток проходящий через резистор всегда можно рассчитать используя закон Ома I=U/R. Рассчитать две точки:
I(a)= U/R=1V/10Om=0. 1A=100mA
I(b)= U/R=2V/10Om=0.2A=200mA
И провести прямую линию — но в природе существуют не только резисторы. Подключим к ЛБП лампу накаливания с номинальным напряжением 6.3V и током 0.3А. Для наглядности отобразим зависимость тока от напряжения на цоколе лампы на том же графике.

ВАХ лампы накаливания

ВАХ лампы накаливания

Как мы видим ВАХ лампы накаливания далек от прямой линии. Закон Ома тут уже не прокатит — мы не сможем просто померить сопротивление нити накала омметром и рассчитать ток проходящий через лампу. Чем больше ток проходящий через лампу — тем сильнее будет разогреваться нить накала и следовательно обладать большим сопротивлением. Из графика видно даже без расчетов, что при напряжении меньше 0.7V сопротивление лампы было меньше сопротивления резистора и с дальнейшим увеличением напряжения на входе лампы сопротивление разогревающейся нити продолжает возрастать. Такая ВАХ называется нелинейной. Где и для чего это можно использовать? В старинной советской книжке по электронике лампу предлагали использовать как защиту от к/з самодельных блоков питания. Пока нагрузка потребляет маленький ток нить накала лампы холодная, сопротивление минимально и лампа не оказывает значительного влияния на работу всей цепи. Если происходит короткое замыкание лампа вспыхивает, а самодельный блок питания останется не поврежденным. Для ВАХ можно построить и график обратного напряжения, но для резистора и лампы мы получим зеркальную картинку и особого смысла в этом нет.

Рассмотрим еще несколько примеров нелинейной ВАХ.
Построим ВАХ трех индикаторных (5мм) светодиодов красного, зеленого, и белого. Графики будут выглядеть следующим образом.

ВАХ красного зеленого и белого светодиодов

ВАХ красного зеленого и белого светодиодов

На обратном участке ВАХ светодиоды работают как обычные диоды — ток через них идет, а вот на прямом все диоды ведут себя по разному. Красный начинает светится от напряжения 1,6V зеленый от напряжения 1.8V, белый от напряжения 2.5V и связано это с тем, что для разного свечения светодиодов используются разные типы полупроводников. Максимальный допустимый рабочий ток в 20mA (при котором светодиод отдает максимум яркости, но не будет происходить деградации кристалла) для красного светодиода обеспечивается напряжением 1.9V, для зеленого 2.4V, для белого 2.8V. Даже незначительное увеличение напряжения чуть выше данных значений приводит к резкому увеличению тока через кристалл — именно поэтому для надежной и долгой работы светодиодов их необходимо питать от источников тока, а не напряжения.
Ну и напоследок классика жанра — обычный выпрямительный диод 1N4007. Обратное напряжение данного диода (при котором происходит необратимый пробой) составляет 1000V — поэтому обратную ветвь ВАХ с помощью ЛБП с максимальным напряжением 24V построить не получится.
Для того, чтобы не сжечь, диод при снятии ВАХ, лучше ограничить максимальный выходной ток ЛБП до 1А (максимальный допустимый ток в прямом направлении для данного диода).

ВАХ Диода

ВАХ Диода

Как видно из картинки ВАХ, диод начинает пропускать ток в прямом направлении от напряжения 0. 5V и только при напряжении выше 0.9V ток через диод становится равным 1А — т.е. диод выходит на свой рабочий режим. Это нужно учитывать при постройке выпрямителей — так как 1V данный диод «откушает» в процессе преобразования переменного тока в постоянный (это называется падение напряжения на диоде). А если напряжение будет меньше значения 0.5V то и в прямом направлении данный диод ток пропускать не будет совсем. Теперь вы знаете как построить ВАХ неизвестного электронного прибора и как им пользоваться. Все опыты из данной статьи смотрите в видео:

получение вольт-амперной характеристики двухполюсника на экране осциллографа

 

2.13.  Получение вольт-амперной характеристики двухполюсника

(резистора, диода, стабилитрона)  на экране осциллографа

 

Напомним, что вольт-амперной характеристикой называют зависимость силы протекающего через элемент тока от приложенного к нему напряжения. При этом напряжение должно изменяться по величине и полярности.

Для получения вольт-амперной характеристики (ВАХ) резистора на экране осциллографа необходимо, чтобы отклонение луча по оси “У” осциллографа было пропорционально току, протекающему через резистор, а по оси “Х” — напряжению на его концах. Отклонение луча по оси “У” осциллографа проградуировано в вольтах на деление. Если параллельно входу “У” подключить известный резистор небольшого сопротивления, то, зная падение напряжения на этом резисторе, можно определить протекающий через него ток. Поэтому можно проградуировать вход “У” в миллиамперах на деление, если напряжение снимается с эталонного резистора R

эт (резистора известного сопротивления).

Пусть нам необходимо получить по оси У коэффициент отклонения 1мА/дел. Рассчитаем, чему должно быть равно сопротивление эталонного резистора. В осциллографе необходимо выбрать  наименьший коэффициент отклонения в В/дел по оси У. Это следует из общего требования к приборам для измерения тока (падение напряжения на амперметре должно быть как можно меньше, чтобы не изменять режим работы исследуемой цепи). Для осциллографа ОМЛ-3М минимальный коэффициент отклонения 0,01 В/дел. Из закона Ома для участка цепи следует, что R

эт  равно частному от деления коэффициента отклонения по напряжению на коэффициент отклонения по току.

 

В нашем случае  

 

Для наблюдения вольт-амперной характеристики резистора на экране осциллографа последовательно с исследуемым резистором подключают эталонный резистор Rэт (резистор известного сопротивления). Возможны две схемы подключения (рис. 2.22 а, 2.22 б). Рассмотрим схему рисунка 2.21а. В ней корпус осциллографа подключен к точке  соединения  резисторов Rэт и R. Напряжение с резистора Rэт подается на вход “У” осциллографа, а напряжение с исследуемого резистора R подается на вход “Х” осциллографа. В схеме рисунка 2.21б корпус осциллографа подключается к нижнему (по схеме) выводу резистора R

эт, вход “У” — к точке соединения эталонного и исследуемого резисторов, а вход “Х” — к верхнему (по схеме) выводу исследуемого резистора.


ВАХ резистора представляет собой прямую линию, которая на экране осциллографа может располагаться в любом из квадрантов в зависимости от схемы подключения осциллографа и от того, куда отклоняется электронный луч осциллографа при подаче на его вход положительного потенциала относительно корпуса. Пусть, например, в осциллографе при подаче на входы “У” и “Х” положительного потенциала относительно корпуса смещение луча происходит вверх и вправо (чаще всего в осциллографах реализован именно такой вариант). Тогда ВАХ резистора, получаемая с помощью схемы рис. 2.21а, будет расположена во втором и четвертом квадрантах.

Если в осциллографе не предусмотрена регулировка коэффициента отклонения по оси Х, то на вход Х ставят переменный резистор, включая его по схеме потенциометра (рис.

2.25).

Теперь рассмотрим получение вольт-амперной характеристики диода – сначала по точкам, а затем – на экране осциллографа. При снятии ВАХ диода по точкам необходимо учитывать способы подключения амперметра и вольтметра в зависимости от сопротивления участка цепи, на котором измеряют ток и напряжение. При  снятии по точкам прямой  ветви вольт-амперной  

характеристики диода измерительные приборы подключают по схеме рисунка 2.22а, так как внутреннее сопротивление вольтметра значительно больше прямого сопротивления диода. Для снятия начального участка ВАХ диода необходимо использовать вольтметр с большим внутренним сопротивлением (более 1 МОм), так как в противном случае погрешность измерений оказывается весьма существенной за счет больших токов, протекающих через вольтметр (сравнимых с токами, протекающими через диод).

При снятии по точкам обратной ветви вольт-амперной характеристики диода измерительные приборы подключают по схеме рисунка 2. 22 б. Так как внутреннее сопротивление амперметра значительно меньше обратного сопротивления диода и напряжение Uв, измеряемое вольтметром, будет примерно равно напряжению на диоде Uд.  В выражении Uв=Uд+Uа  можно пренебречь величиной  напряжения на миллиамперметре Uа по сравнению с величиной Uд.

 

Схему рисунка 2.22б можно использовать и для снятия прямой ветви ВАХ диода, если внутреннее сопротивление миллиамперметра будет существенно меньше прямого сопротивления диода. Схему рисунка 2.22а можно использовать и для снятия обратной ветви ВАХ диода, если внутреннее сопротивление вольтметра будет существенно больше  обратного сопротивления диода. В этом случае изменить схему рисунка 2.22б для снятия прямой ветви, а схему рисунка 2.22а для снятия обратной ветви ВАХ диода можно двумя способами: либо изменяя полярность источника питания, либо изменяя полярность подключения исследуемого диода.

 

Преобразуем рассмотренные схемы в схемы для получения ВАХ диода на осциллографе. Роль миллиамперметра будет выполнять вход Y с эталонным резистором, а роль вольтметра – вход X. На экране осциллографа обычно наблюдают одновременно прямую и обратную ветви ВАХ диода, используя для этого переменное  напряжение. Соответственно получаются 4 варианта подключения приборов для наблюдения ВАХ диода на экране осциллографа (рис. 2.23

).


Осциллограммы, получающиеся для каждого варианта подключения диода и эталонного резистора, приведены на рисунке 2.24. Эти осциллограммы соответствуют стандартному подключению каналов X и Y осциллографа, когда при подаче относительно корпуса положительного потенциала на вход X осциллографа отклонение луча происходит вправо, а при подаче положительного потенциала на вход  Y луч отклоняется вверх.

 

Рассмотрим особенности наблюдения ВАХ полупроводникового стабилитрона на экране осциллографа ОМЛ-3М. Стабилитрон – это специальный полупроводниковый диод, в котором используется обратная ветвь характеристики в области лавинного пробоя. Обратная ветвь вольт-амперной характеристики стабилитрона – это зависимость тока, протекающего через обратно смещенный p-n переход стабилитрона, от приложенного к нему напряжения.  Напряжение стабилизации стабилитронов равно единицы и десятки вольт (более подробные сведения о стабилитронах приведены в главе 3). Коэффициент отклонения по оси Х у осциллографа ОМЛ-3М не регулируется и равен примерно 0,35 В/дел. По горизонтали на экране осциллографа 8 делений, следовательно, максимальное напряжение, подаваемое на вход Х осциллографа, не должно превышать 2,8 В. Поэтому для наблюдения ВАХ стабилитрона на экране осциллографа ОМЛ-3М (рис.

2.25) к входу Х осциллографа необходимо подключить регулируемый делитель напряжения (переменный резистор, включенный по схеме потенциометра).

Калибровку входа Х осциллографа можно выполнить двумя способами.

1 способ: подать на вход регулируемого делителя известное постоянное напряжение, например, 12 В, и, вращая ось переменного резистора, добиться смещения электронного луча на необходимое число делений, например, на 6 делений. В этом случае коэффициент отклонения по оси Х будет 2 В/дел.

2 способ: подать переменное напряжение одновременно на вход У и на вход переменного резистора, подключенного ко входу Х. Вращая ось переменного резистора, добиваются того, чтобы прямая располагалась под углом 45°. В этом случае коэффициенты отклонения по оси У и оси Х будут одинаковыми.

Задачи по физике и математике с решениями и ответами

В молекулярных кристаллах упорядоченно расположены сравнительно слабо связанные друг с другом структурные единицы, представляющие собой отдельные атомы (или группы сильно связанных между собой атомов). Простейшие молекулярные кристаллы могут образовывать атомы инертных газов, например, аргона $Ar$. Кристалл аргона и изучается в данной задаче. {6} \right )$.
Здесь $U(r)$ — потенциальная энергия двух атомов, находящихся на расстоянии $r$ друг от друга; $\epsilon$ и $\sigma$ — постоянные величины, которые для атомов аргона имеют следующие значения $\epsilon = 0,0104 эВ, \sigma = 3,40 А$.

1. Изобразите схематично вид зависимости $U(r)$.

2. Определите равновесное расстояние $r_{0}$, на котором находились бы два атома аргона в отсутствие других атомов.

Элементарная ячейка кристалла аргона (рис.) представляет собой гранецентрированный куб. Атомы, которые можно считать классическими частицами, движутся вблизи узлов решётки, совпадающих с вершинами куба и центрами его граней. Кинетическая энергия атомов мала по сравнению с потенциальной энергией. В этом приближении приемлема показанная на рисунке модель элементарной ячейки, состоящей из неподвижных шаров, расположенных в узлах решётки.

3. Покажите, что энергия взаимодействия атома аргона с кристаллом $E$ (энергия связи) может быть представлена в виде:
$E=4 \epsilon \left ( A \left ( \frac{ \sigma}{r_{1}} \right )^{12} — B \left ( \frac{ \sigma}{r_{1}} \right )^{6} \right )$,

где $r_{1}$ — расстояние между ближайшими соседями. Найдите численные значения коэффициентов $A$ и $B$, учитывая только вклад от шести групп ближайших атомов (в каждую группу входят атомы, находящиеся на равном расстоянии от рассматриваемого атома).

4. Определите постоянную решётки $a$ (рис. ) для кристалла аргона.

5. Найдите модуль всестороннего сжатия $\chi$ кристалла аргона, то есть величину $\chi = -V \frac{dp}{dV}$, характеризующую изменение его объёма $dV$ при изменении внешнего давления на $dp$.

Подробнее

Правильный расчет резистора для светодиода (онлайн калькулятор)

Светодиод является полупроводниковым прибором с нелинейной вольт-амперная характеристикой (ВАХ). Его стабильная работа, в первую очередь, зависит от величины, протекающего через него тока. Любая, даже незначительная, перегрузка приводит к деградации светодиодного чипа и снижению его рабочего ресурса.

Чтобы ограничить ток, протекающий через светодиод на нужном уровне, электрическую цепь необходимо дополнить стабилизатором. Простейшим, ограничивающим ток элементом, является резистор.

Важно! Резистор ограничивает, но не стабилизирует ток.

Расчет резистора для светодиода не является сложной задачей и производится по простой школьной формуле. А вот с физическими процессами, протекающими в p-n-переходе светодиода, рекомендуется познакомиться ближе.

Теория

Математический расчет

Ниже представлена принципиальная электрическая схема в самом простом варианте.

В ней светодиод и резистор образуют последовательный контур, по которому протекает одинаковый ток (I). Питается схема от источника ЭДС напряжением (U). В рабочем режиме на элементах цепи происходит падение напряжения: на резисторе (UR) и на светодиоде (ULED). Используя второе правило Кирхгофа, получается следующее равенство: или его интерпретация

В приведенных формулах R – это сопротивление рассчитываемого резистора (Ом), RLED – дифференциальное сопротивление светодиода (Ом), U – напряжения (В).

Значение RLED меняется при изменении условий работы полупроводникового прибора. В данном случае переменными величинами являются ток и напряжение, от соотношения которых зависит величина сопротивления. Наглядным объяснением сказанного служит ВАХ светодиода.

На начальном участке характеристики (примерно до 2 вольт) происходит плавное нарастание тока, в результате чего RLED имеет большое значение. Затем p-n-переход открывается, что сопровождается резким увеличением тока при незначительном росте прикладываемого напряжения.

Путём несложного преобразования первых двух формул можно определить сопротивление токоограничивающего резистора:

ULED является паспортной величиной для каждого отдельного типа светодиодов.

Графический расчет

Имея на руках ВАХ исследуемого светодиода, можно рассчитать резистор графическим способом. Конечно, такой способ не имеет широкого практического применения. Ведь зная ток нагрузки, из графика можно легко вычислить величину прямого напряжения. Для этого достаточно с оси ординат (I) провести прямую линию до пересечения с кривой, а затем опустить линию на ось абсцисс (ULED). В итоге все данные для расчета сопротивления получены.

Тем не менее, вариант с использованием графика уникален и заслуживает определенного внимания.

Рассчитаем резистор для светодиода АЛ307 с номинальным током 20 мА, который необходимо подключить к источнику питания 5 В. Для этого из точки 20 мА проводим прямую линию до пересечения с кривой LED. Далее через точку 5 В и точку на графике проводим линию до пересечения с осью ординат и получаем максимальное значение тока (Imax), примерно равное 50 мА. Используя закон Ома, рассчитываем сопротивление:

Чтобы схема была безопасной и надёжной нужно исключить перегрев резистора. Для этого следует найти его мощность рассеивания по формуле:

Мигающие светодиоды


Мигающие светодиоды выглядят как обычные светодиоды, они могут мигать самостоятельно потому, что содержат встроенную интегральную схему. Светодиод мигает на низких частотах, как правило 2-3 вспышки в секунду. Такие безделушки делают для автомобильных сигнализаций, разнообразных индикаторов или детских игрушек. Светодиодные цифробуквенные индикаторы сейчас применяются очень редко, они сложнее и дороже жидкокристаллических. Раньше, это было практически единственным и самым продвинутым средством индикации, их ставили даже на сотовые телефоны.

Будет интересно➡ SMD резисторы: что это такое и для чего используются?

При последовательном соединении надо учитывать падение напряжения на каждом диоде, эту сумму сложить и из напряжения питания вычесть вышеозначенную сумму и уже для неё посчитать ток, еа который рассчитан один светодиод. При параллельном несколько сложнее, когда ставишь в параллель второй диод, резистор, необходимый для одного, делишь пополам, а когда три – тогда номинал резистора для двух диодов надо умножить на 0.7, когда четыре диода – номинал для трёх умножаешь на 0.69, для пяти – номинал для четырёх умножаешь на 0. 68 и т.д.

При последовательном соединении мощность резистора как для одного диода, независимо от количества, а при параллельном, при каждом добавлении диода, мощность надо пропорционально увеличивать. Только в параллельном и последовательном соединении должны быть диоды одного типа. Но я всегда ставлю на каждый диод свой резистор, потому как диоды имеют довольно большой разброс параметров. И, как показывает практика, обязательно находится слабое звено.

Материал в тему: как устроен тороидальный трансформатор и в чем его преимущества.

В каких случаях допускается подключение светодиода через резистор?

Подключать светодиод через резистор можно, если вопрос эффективности схемы не является первостепенным. Например, использование светодиода в роли индикатора для подсветки выключателя или указателя сетевого напряжения в электроприборах. В подобных устройствах яркость не важна, а мощность потребления не превышает 0,1 Вт. Подключая светодиод с потреблением более 1 Вт, нужно быть уверенным в том, что блок питания выдаёт стабилизированное напряжение.

Если входное напряжение схемы не стабилизировано, то все помехи и скачки будут передаваться в нагрузку, нарушая работу светодиода. Ярким примером служит автомобильная электрическая сеть, в которой напряжение на аккумуляторе только теоретически составляет 12 В. В самом простом случае делать светодиодную подсветку в машине следует через линейный стабилизатор из серии LM78XX. А чтобы хоть как-то повысить КПД схемы, включать нужно по 3 светодиода последовательно. Также схема питания через резистор востребована в лабораторных целях для тестирования новых моделей светодиодов. В остальных случаях рекомендуется использовать стабилизатор тока (драйвер). Особенно тогда, когда стоимость излучающего диода соизмерима со стоимостью драйвера. Вы получаете готовое устройство с известными параметрами, которое остаётся лишь правильно подключить.

Расчет резистора для светодиода


Программа расчета сопротивления резистора для светодиода
Сделать необходимые вычисления можно в режиме онлайн с помощью специализированного калькулятора. Полноценное использование таких программ предлагается бесплатно.

Однако не всегда имеется доступ к сети Интернет. После изучения достаточно простой методики любой человек сможет оперативно подобрать резистор для светодиода без поиска соответствующего программного обеспечения.

Для наглядной демонстрации алгоритма нужно рассмотреть подключение защитного резистора в цепь питания (5 В) определенного светодиода (Epistar 1W HP).

Технические параметры:

  • мощность рассеивания, Вт – 1;
  • ток, мА – 350;
  • прямое напряжение (типовое/макс.), В – 2,35/2,6.

Для ограничения тока светодиода с учетом рекомендаций производителя подойдет резистор с электрическим сопротивлением R = (5-2,35)/0,35 = 7,57 Ом. По стандарту E24 ближайшие значения – 7,5 и 8,2 Ом. Если воспользоваться стандартными правилами придется выбрать больше значение, которое отличается от расчетного почти на 8,5%. Дополнительную погрешность создаст 5% допуск серийных недорогих изделий. При таком отклонении трудно получить приемлемые по защитным функциям и потребляемой мощности характеристики цепи.

Первый способ решения проблемы – выбор нескольких резисторов с меньшими номиналами. Далее применяют последовательный, параллельный или комбинированный вариант соединения для получения необходимого эквивалентного сопротивления участка цепи. Второй метод – добавление подстроечного резистора.

Примеры расчетов сопротивления и мощности резистора

Чтобы помочь новичкам сориентироваться, приведем пару практических примеров расчета сопротивления для светодиодов.

Cree XM–L T6

В первом случае проведем вычисление резистора, необходимого для подключения мощного светодиода Cree XM–L к источнику напряжения 5 В. Cree XM–L с бином T6 имеет такие параметры: типовое ULED = 2,9 В и максимальное ULED = 3,5 В при токе ILED=0,7 А. В расчёты следует подставлять типовое значение ULED, так как. оно чаще всего соответствует действительности. Рассчитанный номинал резистора присутствует в ряду Е24 и имеет допуск в 5%. Однако на практике часто приходится округлять полученные результаты к ближайшему значению из стандартного ряда. Получается, что с учетом округления и допуска в 5% реальное сопротивление изменяется и вслед за ним обратно пропорционально меняется ток. Поэтому, чтобы не превысить рабочий ток нагрузки, необходимо расчётное сопротивление округлять в сторону увеличения.
Используя наиболее распространённые резисторы из ряда Е24, не всегда удаётся подобрать нужный номинал. Решить эту проблему можно двумя способами. Первый подразумевает последовательное включение добавочного токоограничительного сопротивления, который должен компенсировать недостающие Омы. Его подбор должен сопровождаться контрольными измерениями тока.

Второй способ обеспечивает более высокую точность, так как предполагает установку прецизионного резистора. Это такой элемент, сопротивление которого не зависит от температуры и прочих внешних факторов и имеет отклонение не более 1% (ряд Е96). В любом случае лучше оставить реальный ток немного меньше от номинала. Это не сильно повлияет на яркость, зато обеспечит кристаллу щадящий режим работы.

Мощность, рассеиваемая резистором, составит:

Рассчитанную мощность резистора для светодиода обязательно следует увеличить на 20–30%.

Вычислим КПД собранного светильника:

Пример с LED SMD 5050

По аналогии с первым примером разберемся, какой нужен резистор для SMD светодиода 5050. Здесь нужно учесть конструкционные особенности светодиода, который состоит из трёх независимых кристаллов.
Если LED SMD 5050 одноцветный, то прямое напряжение в открытом состоянии на каждом кристалле будет отличаться не более, чем на 0,1 В. Значит, светодиод можно запитать от одного резистора, объединив 3 анода в одну группу, а три катода – в другую. Подберем резистор для подключения белого SMD 5050 с параметрами: типовое ULED=3,3 В при токе одного чипа ILED=0,02 А.

Ближайшее стандартное значение – 30 Ом.

Принимаем к монтажу ограничительный резистор мощностью 0,25 Вт и сопротивлением в 30 Ом ±5%.

У RGB светодиода SMD 5050 различное прямое напряжение каждого кристалла. Поэтому управлять красным, зелёным и синим цветом, придётся тремя резисторами разного номинала.

Вычисление светодиодного резистора с использованием Закон Ома

Закон Ома гласит, что сопротивление резистора R = V / I, где V = напряжение через резистор (V = S – V L в данном случае), I = ток через резистор. Итак R = (V S – V L) / I. Если вы хотите подключить несколько светодиодов сразу – это можно сделать последовательно. Это сокращает потребление энергии и позволяет подключать большое количество диодов одновременно, например в качестве какой-то гирлянды. Все светодиоды, которые соединены последовательно, долдны быть одного типа. Блок питания должен иметь достаточную мощность и обеспечить соответствующее напряжение.

Будет интересно➡ Как прочитать обозначение (маркировку) резисторов

Пример расчета: Красный, желтый и зеленый диоды – при последовательном соединении необходимо напряжение питания – не менее 8V, так 9-вольтовая батарея будет практически идеальным источником. V L = 2V + 2V + 2V = 6V (три диода, их напряжения суммируются). Если напряжение питания V S 9 В и ток диода = 0.015A, Резистором R = (V S – V L) / I = (9 – 6) /0,015 = 200 Ом. Берём резистор 220 Ом (ближайшего стандартного значения, которое больше).

Избегайте подключения светодиодов в параллели!

Онлайн-калькулятор

Представленный ниже онлайн калькулятор для светодиодов – это удобное дополнение, которое произведет все расчеты самостоятельно. С его помощью не придётся ничего рисовать и вычислять вручную. Всё что нужно – это ввести два главных параметра светодиода, указать их количество и напряжение источника питания. Одним кликом мышки программа самостоятельно произведёт расчет сопротивления резистора, подберёт его номинал из стандартного ряда и укажет цветовую маркировку. Кроме этого, программа предложит уже готовую схему включения.

Дополняя вышесказанное стоит отметить, что если прямое напряжение светодиода значительно ниже напряжения питания, то схемы включения через резистор малоэффективны. Вся лишняя энергия впустую рассеивается резистором, существенно занижая КПД устройства.

Применение токоограничивающего резистора для светодиода


Резистор применяют для ограничения силы тока
Для декоративного украшения, обеспечения хорошей видимости в затемненном коридоре и решения других практических задач используют светодиоды. Они намного экономичнее по сравнению с классическими лампами накаливания. Высокая прочность предотвращает заражение окружающей среды вредными химическими соединениями, что не исключено после повреждения колбы газоразрядного источника света.

С учетом односторонней проводимости полупроводникового перехода понятна необходимость подключения светодиода к аккумуляторной батарее, другому источнику питания постоянного тока. Напряжение стандартной бытовой сети выпрямляют, снижают до номинального уровня. Резистором ограничивают силу тока.

Нелинейные цепи постоянного тока. Графические методы расчета (Лекция №30)

Нелинейными называются цепи, в состав которых входит хотя бы один нелинейный элемент.

Нелинейными называются элементы, параметры которых зависят от величины и (или) направления связанных с этими элементами переменных (напряжения, тока, магнитного потока, заряда, температуры, светового потока и др.). Нелинейные элементы описываются нелинейными характеристиками, которые не имеют строгого аналитического выражения, определяются экспериментально и задаются таблично или графиками.

Нелинейные элементы можно разделить на двух – и многополюсные. Последние содержат три (различные полупроводниковые и электронные триоды) и более (магнитные усилители, многообмоточные трансформаторы, тетроды, пентоды и др.) полюсов, с помощью которых они подсоединяются к электрической цепи. Характерной особенностью многополюсных элементов является то, что в общем случае их свойства определяются семейством характеристик, представляющих зависимости выходных характеристик от входных переменных и наоборот: входные характеристики строят для ряда фиксированных значений одного из выходных параметров, выходные – для ряда фиксированных значений одного из входных.

По другому признаку классификации нелинейные элементы можно разделить на инерционные и безынерционные. Инерционными называются элементы, характеристики которых зависят от скорости изменения переменных. Для таких элементов статические характеристики, определяющие зависимость между действующими значениями переменных, отличаются от динамических характеристик, устанавливающих взаимосвязь между мгновенными значениями переменных. Безынерционными называются элементы, характеристики которых не зависят от скорости изменения переменных. Для таких элементов статические и динамические характеристики совпадают.

Понятия инерционных и безынерционных элементов относительны: элемент может рассматриваться как безынерционный в допустимом (ограниченном сверху) диапазоне частот, при выходе за пределы которого он переходит в разряд инерционных.

В зависимости от вида характеристик различают нелинейные элементы с симметричными и несимметричными характеристиками. Симметричной называется характеристика, не зависящая от направления определяющих ее величин, т.е. имеющая симметрию относительно начала системы координат: . Для несимметричной характеристики это условие не выполняется, т.е. . Наличие у нелинейного элемента симметричной характеристики позволяет в целом ряде случаев упростить анализ схемы, осуществляя его в пределах одного квадранта.

По типу характеристики можно также разделить все нелинейные элементы на элементы с однозначной и неоднозначной характеристиками. Однозначной называется характеристика , у которой каждому значению х соответствует единственное значение y и наоборот. В случае неоднозначной характеристики каким-то значениям х может соответствовать два или более значения y или наоборот. У нелинейных резисторов неоднозначность характеристики обычно связана с наличием падающего участка, для которого , а у нелинейных индуктивных и емкостных элементов – с гистерезисом.

Наконец, все нелинейные элементы можно разделить на управляемые и неуправляемые. В отличие от неуправляемых управляемые нелинейные элементы (обычно трех- и многополюсники) содержат управляющие каналы, изменяя напряжение, ток, световой поток и др. в которых, изменяют их основные характеристики: вольт-амперную, вебер-амперную или кулон-вольтную.

Нелинейные электрические цепи постоянного тока

Нелинейные свойства таких цепей определяет наличие в них нелинейных резисторов.

В связи с отсутствием у нелинейных резисторов прямой пропорциональности между напряжением и током их нельзя охарактеризовать одним параметром (одним значением ). Соотношение между этими величинами в общем случае зависит не только от их мгновенных значений, но и от производных и интегралов по времени.

Параметры нелинейных резисторов

В зависимости от условий работы нелинейного резистора и характера задачи различают статическое, дифференциальное и динамическое сопротивления.

Если нелинейный элемент является безынерционным, то он характеризуется первыми двумя из перечисленных параметров.

Статическое сопротивление равно отношению напряжения на резистивном элементе к протекающему через него току. В частности для точки 1 ВАХ на рис. 1

.

Под дифференциальным сопротивлением понимается отношение бесконечно малого приращения напряжения к соответствующему приращению тока

.

Следует отметить, что у неуправляемого нелинейного резистора всегда, а может принимать и отрицательные значения (участок 2-3 ВАХ на рис. 1).

В случае инерционного нелинейного резистора вводится понятие динамического сопротивления

,

определяемого по динамической ВАХ. В зависимости от скорости изменения переменной, например тока, может меняться не только величина, но и знак .

Методы расчета нелинейных электрических цепей постоянного тока

Электрическое состояние нелинейных цепей описывается на основании законов Кирхгофа, которые имеют общий характер. При этом следует помнить, что для нелинейных цепей принцип наложения неприменим. В этой связи методы расчета, разработанные для линейных схем на основе законов Кирхгофа и принципа наложения, в общем случае не распространяются на нелинейные цепи.

Общих методов расчета нелинейных цепей не существует. Известные приемы и способы имеют различные возможности и области применения. В общем случае при анализе нелинейной цепи описывающая ее система нелинейных уравнений может быть решена следующими методами:

  • графическими;
  • аналитическими;
  • графо-аналитическими;
  • итерационными.

Графические методы расчета

При использовании этих методов задача решается путем графических построений на плоскости. При этом характеристики всех ветвей цепи следует записать в функции одного общего аргумента. Благодаря этому система уравнений сводится к одному нелинейному уравнению с одним неизвестным. Формально при расчете различают цепи с последовательным, параллельным и смешанным соединениями.

а) Цепи с последовательным соединением резистивных элементов.

При последовательном соединении нелинейных резисторов в качестве общего аргумента принимается ток, протекающий через последовательно соединенные элементы. Расчет проводится в следующей последовательности. По заданным ВАХ отдельных резисторов в системе декартовых координат строится результирующая зависимость . Затем на оси напряжений откладывается точка, соответствующая в выбранном масштабе заданной величине напряжения на входе цепи, из которой восстанавливается перпендикуляр до пересечения с зависимостью . Из точки пересечения перпендикуляра с кривой опускается ортогональ на ось токов – полученная точка соответствует искомому току в цепи, по найденному значению которого с использованием зависимостей определяются напряжения на отдельных резистивных элементах.

Применение указанной методики иллюстрируют графические построения на рис. 2,б, соответствующие цепи на рис. 2,а.

Графическое решение для последовательной нелинейной цепи с двумя резистивными элементами может быть проведено и другим методом – методом пересечений. В этом случае один из нелинейных резисторов, например, с ВАХ на рис.2,а, считается внутренним сопротивлением источника с ЭДС Е, а другой – нагрузкой. Тогда на основании соотношения точка а (см. рис. 3) пересечения кривых и определяет режим работы цепи. Кривая строится путем вычитания абсцисс ВАХ из ЭДС Е для различных значений тока.

Использование данного метода наиболее рационально при последовательном соединении линейного и нелинейного резисторов. В этом случае линейный резистор принимается за внутреннее сопротивление источника, и линейная ВАХ последнего строится по двум точкам.

б) Цепи с параллельным соединением резистивных элементов.

При параллельном соединении нелинейных резисторов в качестве общего аргумента принимается напряжение, приложенное к параллельно соединенным элементам. Расчет проводится в следующей последовательности. По заданным ВАХ отдельных резисторов в системе декартовых координат строится результирующая зависимость . Затем на оси токов откладывается точка, соответствующая в выбранном масштабе заданной величине тока источника на входе цепи (при наличии на входе цепи источника напряжения задача решается сразу путем восстановления перпендикуляра из точки, соответствующей заданному напряжению источника, до пересечения с ВАХ ), из которой восстанавливается перпендикуляр до пересечения с зависимостью . Из точки пересечения перпендикуляра с кривой опускается ортогональ на ось напряжений – полученная точка соответствует напряжению на нелинейных резисторах, по найденному значению которого с использованием зависимостей определяются токи в ветвях с отдельными резистивными элементами.

Использование данной методики иллюстрируют графические построения на рис. 4,б, соответствующие цепи на рис. 4,а.

в) Цепи с последовательно-параллельным (смешанным) соединением резистивных элементов.

1. Расчет таких цепей производится в следующей последовательности:

Исходная схема сводится к цепи с последовательным соединением резисторов, для чего строится результирующая ВАХ параллельно соединенных элементов, как это показано в пункте б).

2. Проводится расчет полученной схемы с последовательным соединением резистивных элементов (см. пункт а), на основании которого затем определяются токи в исходных параллельных ветвях.

Метод двух узлов

Для цепей, содержащих два узла или сводящихся к таковым, можно применять метод двух узлов. При полностью графическом способе реализации метода он заключается в следующем:

Строятся графики зависимостей токов во всех i-х ветвях в функции общей величины – напряжения между узлами m и n, для чего каждая из исходных кривых смещается вдоль оси напряжений параллельно самой себе, чтобы ее начало находилось в точке, соответствующей ЭДС в i-й ветви, а затем зеркально отражается относительно перпендикуляра, восстановленного в этой точке.

Определяется, в какой точке графически реализуется первый закон Кирхгофа . Соответствующие данной точке токи являются решением задачи.

Метод двух узлов может быть реализован и в другом варианте, отличающемся от изложенного выше меньшим числом графических построений.

В качестве примера рассмотрим цепь на рис. 5. Для нее выражаем напряжения на резистивных элементах в функции :


; (1)
; (2)
. (3)

Далее задаемся током, протекающим через один из резисторов, например во второй ветви , и рассчитываем , а затем по с использованием (1) и (3) находим и и по зависимостям и — соответствующие им токи и и т.д. Результаты вычислений сводим в табл. 1, в последней колонке которой определяем сумму токов

.

Таблица 1. Таблица результатов расчета методом двух узлов

Алгебраическая сумма токов в соответствии с первым законом Кирхгофа должна равнять нулю, поэтому получающаяся в последней колонке табл. 1 величина указывает, каким значением следует задаваться на следующем шаге.

В осях строим кривую зависимости и по точке ее пересечения с осью напряжений определяем напряжение между точками m и n. Для найденного значения по (1)…(3) рассчитываем напряжения на резисторах, после чего по заданным зависимостям определяем токи в ветвях схемы.

Литература

  1. Основы теории цепей: Учеб. для вузов /Г.В.Зевеке, П.А.Ионкин, А.В.Нетушил, С.В.Страхов. –5-е изд., перераб. –М.: Энергоатомиздат, 1989. -528с.
  2. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники: Электрические цепи. Учеб. для студентов электротехнических, энергетических и приборостроительных специальностей вузов. –7-е изд., перераб. и доп. –М.: Высш. шк., 1978. –528с.
  3. Теоретические основы электротехники. Учеб. для вузов. В трех т. Под общ. ред. К.М.Поливанова. Т.2. Жуховицкий Б.Я., Негневицкий И.Б. Линейные электрические цепи (продолжение). Нелинейные цепи. –М.: Энергия- 1972. –200с.

Контрольные вопросы и задачи

  1. Почему метод наложения неприменим к нелинейным цепям?
  2. Какие параметры характеризуют нелинейный резистор?
  3. Почему статическое сопротивление всегда больше нуля, а дифференциальное и динамическое могут иметь любой знак?
  4. Какие методы используют для анализа нелинейных резистивных цепей постоянного тока?
  5. Какая последовательность расчета графическим методом нелинейной цепи с последовательным соединением резисторов?
  6. Какая последовательность расчета графическим методом нелинейной цепи с параллельным соединением резисторов?
  7. Какой алгоритм анализа цепи со смешанным соединением нелинейных резисторов?
  8. В чем сущность метода двух узлов?
  9. В цепи на рис. 2,а ВАХ нелинейных резисторов и , где напряжение – в вольтах, а ток – в амперах; . Графическим методом определить напряжения на резисторах.
  10. Ответ: .

  11. В цепи на рис. 4,а ВАХ нелинейных резисторов и , где ток – в амперах, а напряжение – в вольтах; . Графическим методом определить токи и .
  12. Ответ: .

  13. В цепи на рис. 5 , где ток – в амперах, а напряжение – в вольтах; третий резистор линейный с . Определить токи в ветвях методом двух узлов, если .
  14. Ответ: .

Электричество и магнетизм

4.1. Сила тока за 10 с равномерно возрастает от 1 А до 3 А. Какой заряд за это время перенесется через поперечное сечение проводника?

Ответ 20 Кл

4.2. По проводу круглого сечения радиусом 1 см течет ток в 1 А. Чему равна плотность тока?

Ответ 3,2·103 А/м2

4.3. Вольт-амперная характеристика резистора изображена на рисунке. Из графика следует, что сопротивление резистора равно?

Ответ 12,5 Ом

4.4. Сила тока в проводнике в течение интервала времени t равномерно увеличивается от 0 до I, затем в течение такого же промежутка времени остается постоянной, а затем за тот же интервал времени равномерно уменьшается до нуля t. За все время через проводник прошел заряд q. Найти q.

Ответ

4.5. Через цилиндрический проводник с поперечным сечением  протекает постоянный электрический ток . Средняя плотность свободных электронов в проводнике составляет . Определить среднюю дрейфовую скорость электронов (заряд электрона принять равным  Кл).

Ответ

4.6. Медная проволока (удельное сопротивление меди принять равным ) с площадью поперечного сечения  и длиной . Какое она имеет сопротивление?

Ответ

4.7. Внутри однородного изотропного проводника с удельной проводимостью 20 Мcм/м течёт электрический ток, равномерно распределённый по сечению, плотностью 2,5·10 6  А/м2. Найти напряженность электрического поля внутри проводника.

Ответ 0,125 В/м

 

4.9. Четыре одинаковых сопротивления, каждое из которых равно , соединены способом, показанным на рисунке. Определить эквивалентное сопротивление.

Ответ

4.10. При питании лампочки от источника с электродвижущей силой  сила тока в цепи . Найти работу сторонних сил в источнике за время  мин.

Ответ

4.11. Металлический шар радиуса а окружен концентрической с ним металлической оболочкой радиуса b. Пространство между этими электродами заполнено однородной и изотропной проводящей средой с удельным сопротивлением  . Найти электрическое сопротивление межэлектродного промежутка.

Ответ

4.12. Длинный проводник круглого сечения радиуса  сделан из материала, удельное сопротивление которого зависит от расстояния  от оси проводника по закону  , где  — постоянная. Найти сопротивление единицы длины проводника.

Ответ

4.13. Зазор между обкладками плоского конденсатора заполнен однородным веществом с диэлектрической проницаемостью ε = 7,00 и удельным сопротивлением ρ = 100 ГОм∙м. Емкость конденсатора C = 3000 пФ. Найти силу I тока утечки через конденсатор при подаче на него напряжения U = 2000 В.

Ответ 0,97 мкА

4.14. При токе  разность потенциалов на неоднородном участке цепи равна , а при токе  разность потенциалов на том же участке равна . Какова э. д. с. e, действующая на этом участке?

Ответ

4.15. Пространство между обкладками плоского конденсатора заполнено однородной слабопроводящей средой с проницаемостью  и удельным сопротивлением . Через какое время t заряд, первоначально бывший на обкладках, уменьшится вдвое?

Ответ

4.17. В схеме, показанной на рисунке, сопротивления равны: , . ЭДС источника . Какие мощности выделяются на первом и втором сопротивлениях?

Внутренним сопротивлением источника пренебречь. 

Ответ 1000 Вт, 500 Вт

4.18. Электродвигатель постоянного тока работает под нагрузкой. Напряжение в сети . Сопротивление обмотки . Сила потребляемого тока . Оценить КПД (коэффициент полезного действия) электродвигателя, понимая под ним отношение механической мощности, развиваемой двигателем, к полной мощности тока.

Ответ 0,9

4.19. На рисунке показана схема неоднородного участка цепи. ЭДС источников равны E1  = 4,5 В и E= 9,0 В, соответственно. Значения потенциалов на концах цепи, значения сопротивлений указаны на схеме. Пренебрегая внутренним сопротивлением источников, определите величину силы тока на этом участке.

Ответ 17 мА

4.20. В чем состоит основная трудность теории Друде? Обоснуйте.

Ответ Электронный газ в металле не подчиняется распределению Максвелла. Поскольку является не классической системой, а квантовой.

модов Vox и Crybaby Wah

модов Vox и Crybaby Wah

Моды Wah Wah

Моды на этой странице в первую очередь относятся к вау Dunlop Crybaby и Vox V847, но их можно применить к большинству вау, имеющих индуктивность. Для более глубокого изучения схемы Vox wah посетите сайт Geofex от RG Keen и прочтите The Technology of Wah Pedals.

Модификации к печатной плате

Все эти моды довольно дешевы в изготовлении и обратимы, так что это еще не конец света, если вам не нравятся результаты.Обратитесь к фотографиям ниже, если вы не уверены, какие детали нужно менять.

«Вокальный мод»

Замените резистор 33 кОм параллельно индуктивности на 68 кОм. Это придает вау больше вокальных качеств. Некоторые вау Vox Clyde McCoy имели здесь резисторы 100 кОм.

Чувствительность к усилению и басам

Замените резистор 470 Ом (у некоторых — 390 или 510) на эмиттере Q1 на более низкое значение. Это увеличивает усиление, что полезно, если вы перешли на настоящий байпас.Басовый отклик также увеличен. Слишком низкое значение может внести искажения и сделать звук вау мутным. Для начала попробуйте 270 — 330 Ом.

Среднечастотный

Замените резистор 1K5 между базой Q1 и катушкой индуктивности на большее значение. Это увеличивает средние частоты и помогает, если ваш вау звучит тускло и приглушенно, когда вы нажимаете педаль назад. Попробуйте от 1K8 до 2K7. Более высокие значения, чем стандартные, также сглаживают переход между высокими и низкими частотами. Большинство людей называют 33K резистором Q, но этот резистор также влияет на Q.

Диапазон развертки

Измените развертку, поменяв местами колпачок 0,01F между эмиттером Q2 и катушкой индуктивности. Меньшее значение сделает качание вау более утроенным и наоборот. Если вы конвертируете бас-вау или наоборот, вам нужно изменить это. Попробуйте 0,068F для басового вау.

Объем

Если вы перешли на настоящий байпас, замените входной резистор серии 68 кОм на более низкое значение, скажем, 47 кОм. Это дает небольшое увеличение громкости. Слишком низкое значение может привести к тому, что педаль улавливает радиопомехи.Это можно решить, добавив конденсаторы небольшой емкости (10-20 пФ) между коллектором и базой каждого транзистора.

Справочные фотографии
Vox V847 (США). Dunlop Crybaby Rev. C и D похожи.

Dunlop Crybaby GCB-95 Ред. F & G.

Горшки

Вы можете использовать любой старый горшок, но дешевые углеродные горшки быстро изнашиваются, а стандартные конусы с сопротивлением бревну / линзу не идеальны для использования в вау. У коммерческих вау-горшков есть изгиб в конусе, где сопротивление внезапно возрастает при небольшом вращении.Этот изгиб — точка, в которой переход между высокими и низкими частотами наиболее заметен и делает квакушку такой выразительной.

Стандартный логарифмический (звуковой) конусный горшок будет производить развертку, которая в основном является высокочастотной, если только вы не пожертвуете высокими частотами, чтобы получить некоторые низкие частоты — помогает педаль с очень длинным ходом. Линейный конусный горшок будет быстрее переходить от высоких частот к басу, но это плавный переход и не очень выразительный. Для «правильного» вау-банка Vox / Crybaby есть несколько вариантов, но они относительно дороги.Лучшие модели созданы на основе конуса сопротивления электролизеров ICAR, которые использовались в вау-кваках Vox 60-х годов. У меня есть собственные горшки типа ICAR, которые я использую в своих квакушках, а также поставляю в качестве запасной части.

ColorSound использует кривошипную связь для получения нелинейной развертки из линейного электролизера. Для этого я рекомендую горшочки из токопроводящей пластмассы Bourns. К сожалению, они недоступны в версии с двумя бандами для педалей wah-swell.

Педаль Wah-Volume mod

Подъем заземления 4.Конденсатор 7F отменит эффект вау и оставит вас с педалью громкости. Схема вау-эффекта делает тон более тонким в режиме громкости — чтобы обойти это, педаль Jen Wah-Volume 70-х годов включает резистор 4K7 и конденсатор 0,22F последовательно через «скользящую крышку» 0,01F. На практике это не очень полезный мод; если потенциометр настроен на хороший эффект «вау», он не перестанет работать в режиме громкости, а если он настроен на подавление громкости, для вау-эффекта будет недостаточно высоких частот.

Технология педалей Wah

Технология педалей Wah

Технология педалей Wah

Версия 1.7 9/27/99 — Еще схемы квакушек, как и почему работает классический квакушек, а также некоторые модификации, а также подключение к информации человеческого голоса

Авторские права 1999 R.G. Keen все права защищены. Нет разрешения на локальные копии или размещение с других веб-сайтов, кроме http://www.geofex.com/.

Стандартная педаль «вау» существует по крайней мере с начала 60-х годов. Хотя ходят упорные слухи о том, что в обломках на месте крушения в Розуэлле была найдена ранняя версия механизма квакушки, я могу категорически заявить, что правительство говорит, что это ерунда, и что ничего подобного не произошло.Это был всего лишь метеозонд. Сделано из … э … магния … и э … нейлона, что тогда было совершенно секретно. Это моя история, и я ее придерживаюсь.

В любом случае, эта штука производит характерный звук, который так нравится выразительным гитаристам. История немного неясна, но, вероятно, возникла как продолжение приукрашивания первых бустерных эффектов Vox среднего уровня. Носовой тон MRB стал похож на гласный «ааааа» с появлением способа охватить центр эффекта.

Понятно, что делает вау — это либо полосовой фильтр, либо фильтр нижних частот с избыточной связью, который демонстрирует резонансный пик только на его частоте спада нижних частот. Резонансный пик может перемещаться вверх и вниз по частоте игроком, и это создает поразительную имитацию человеческого голоса, издающего тон «вааааа» или его тональную инверсию «аааоооу». Для этого есть несколько средств, и схемы хорошо известны для классических реализаций таких фильтров с операционными усилителями, фильтрами с переменным состоянием и т.п.В будущих обновлениях этой статьи я расскажу об этом более подробно. Если вам интересно, почему вау звучит немного как человеческий голос, и, возможно, почему он не звучит — больше — как человеческий голос, см. «Человеческие голоса и педаль вау».

Существует несколько видов схем вау, которые использовались на протяжении многих лет. Первоначально использовалась схема вау на основе индуктора Vox, за которой последовали другие, в первую очередь схема Twin-T, схема активного фильтра с несколькими операционными усилителями с обратной связью и наиболее сложная схема стиля «переменное состояние», используемая в Mutron 3.Всем по-прежнему нравится стиль Vox на основе индукторов, хотя у других есть свои сторонники. В этой статье вы найдете дополнительную информацию о схеме сдвоенной Т-образной цепи, схеме с множественной обратной связью и схеме переменной состояния.

Тайна голоса

Схема Vox довольно простая, всего пара транзизоров и катушка индуктивности. Действительно актуальный вопрос, который озадачил многих, в том числе и меня, — это как получить движущуюся резонансную частоту из фиксированной катушки индуктивности и фиксированного конденсатора? Каким образом эта глупая двухтранзисторная схема вау-вау позволяет получить движущийся полосовой пропускатель из схемы, которая не изменяет ни значение индуктивности, ни конденсатор, а только то, что составляет регулятор громкости?

Это заняло у меня некоторое время, но хитрость в том, что потенциометр квакушки, второй транзистор и конденсатор постоянной емкости образуют конденсатор с электронной регулировкой.Катушка индуктивности остается неподвижной, а конденсатор регулируется электроникой, поэтому в схеме есть LC-фильтр с переменной настройкой, чтобы вызвать эффект.

Чтобы понять, как это работает, мы разберем двухтранзисторный квакушек в классическом стиле Vox, узнаем, как все в нем работает, и хорошо проведем время со схемами.

Давайте сразу погрузимся в дело. Первый транзистор — это усилитель с прямой обратной связью. Пока не обращайте внимания на части, разделенные пунктирными линиями.Они отделены от первого транзистора конденсаторами и поэтому не могут участвовать в смещении постоянного тока. Транзистор смещается в линейное усиление за счет напряжения на собственном коллекторе, которое подает ток на резистор 470 кОм, некоторые из которых шунтируются на землю резистором 82 кОм. Остальной ток через 470K идет к базе через катушку индуктивности и резистор 33K, который параллелен ей, и резистор 1500 Ом, ведущий к базе. Сопротивление индуктивности постоянному току довольно низкое по сравнению с любыми другими резисторами (обычно 40-75 Ом), поэтому базовый ток определяется в первую очередь резисторами 470K и 82K и резистором 1500 Ом.Фактически, резистор на 1500 Ом мал по сравнению с резистором 470 кОм, поэтому мы на мгновение проигнорируем его; мы можем игнорировать катушку индуктивности, резистор 33 кОм и резистор 1,5 кОм. Это одна из форм классической схемы смещения обратной связи по напряжению, и значения выбираются так, чтобы обеспечить разумный линейный диапазон колебаний на коллекторе.

Если мы просто предположим, что коллектор находится на уровне 4,5 В, это дает ток коллектора около 200 мкА, напряжение эмиттера около 0,1 В и напряжение на базе 0.6В примерно. Напряжение на 470K составляет 4,5–0,6 В или 3,9 В, а ток через него составляет около 8 мкА. Если коэффициент усиления транзистора составляет около 200, то Ib составляет 1 мкА, а напряжение на резисторе 82 кОм составляет 0,6 В для тока около 7 мкА. Ха! Примерное совпадение!

Смещение работает, по крайней мере, для транзисторов с высоким коэффициентом усиления. Мы могли бы повторно уточнить оценку, но для наших целей понимания работы достаточно иметь возможность быть уверенным, что транзистор находится в своей линейной области и не будет ограничиваться, по крайней мере, для небольших сигналов.Фактически, измерения на реальных схемах показывают, что коллектор Q1 обычно находится в диапазоне от 3,0 В до 5,0 В, поэтому наши предположения были верными, хотя и немного грубыми и готовыми.

Что касается коэффициента усиления, то коэффициент усиления самого транзистора от базы до коллектора примерно равен нагрузочному резистору, деленному на эффективное эмиттерное сопротивление. Это внешний эмиттерный резистор 470 Ом плюс внутреннее сопротивление перехода база-эмиттер, около 25 мВ / Ic или около 125 Ом. Таким образом, коэффициент усиления по напряжению малого сигнала транзистора составляет около 22К / 595 = 36.С другой стороны, у нас есть входной резистор, который мы проигнорировали, который будет пропускать некоторый сигнал. Входное напряжение делится делителем напряжения, состоящим из входного резистора 68 кОм и эффективного входного импеданса транзистора. Входное сопротивление составляет те же 595 Ом, умноженные на (плохо определенное) Hfe, которое, как мы предполагали, составляет 200 или около 119 кОм. Входное напряжение делится на 119К / (68К + 119К) или около 0,636. Таким образом, общий коэффициент усиления составляет 0,636 * 36 или около 22, плюс-минус немного. Опять же, мы не можем знать это точно, потому что это связано с усилением транзистора, но мы можем получить достаточно хорошее приблизительное число, чтобы понять работу.

Оставив на время в стороне первый каскад, давайте посмотрим на второй транзистор. Второй транзистор смещен в линейную область резистором 470 кОм от коллектора первого транзистора, и если его Hfe высокое, напряжение на базе будет лишь немного меньше, чем напряжение на коллекторе Q1. Базовый ток, необходимый для смещения Q2, — это только ток, который заставляет его эмиттер подтягивать резистор 10 кОм примерно до 4,5 В. Это (4,5 В / 10 кОм) делится на Hfe транзистора, или около 2.25 мкА. Падение напряжения на 470K составляет примерно 470K * 2,2uA = 1,1V. База Q2 должна составлять около 3,4 В — не так высоко, как мы предполагали, но теперь мы знаем, что оно будет больше этого напряжения и меньше 4,5 В, что достаточно близко для наших целей. Q2 — это линейный эмиттерный повторитель, и малые сигналы не приведут его к насыщению или отсечке.

Nota Bene — Я действительно измерял напряжение на настоящей педали вау. Напряжение коллектора на Q1 было фактически 4,14 В, а базовое напряжение на Q2 было фактически 3.64V. Неплохо для того, чтобы поцарапать обратную сторону конверта, а?

Этот эмиттерный повторитель буферизует сигнал от стеклоочистителя потенциометра вау, который представляет собой простой делитель напряжения типа регулятора громкости на землю. Эмиттер транзистора подключается через конденсатор 0,01 мкФ к соединению катушки индуктивности, а резистор 1,5 кОм — к базе Q1. Как, черт возьми, получить из этого резонанс подвижной частоты?

Секрет вот в чем. Катушка индуктивности смотрит на второй транзистор так, как будто его дальняя сторона заземлена через 4.Конденсатор 7 мкФ. Для катушки индуктивности конденсатор выглядит так, как будто он заземлен, потому что его дальняя сторона подключена к эмиттеру Q2. Эмиттер Q2 имеет низкое выходное сопротивление и поэтому выглядит «землей», если вы игнорируете сигнал, исходящий из эмиттера. На стыке катушки индуктивности, конденсатора и резистора 1,5 кОм напряжение выглядит как напряжение, возникающее в параллельной цепи L / C. Однако — ток через конденсатор НЕ определяется напряжением на катушке индуктивности / конденсатора, он также определяется напряжением, управляющим его «заземленной» стороной, и это напряжение увеличивается или уменьшается в зависимости от положения потенциометра вау.Если настройка потенциометра вау увеличивается, конденсатор пропускает больший ток сигнала, потому что напряжение, управляющее им на эмиттере Q2, больше, поэтому конденсатор должен пропускать больший ток сигнала. Если значение потенциометра вау уменьшается, конденсатор пропускает меньший ток сигнала. «Конденсатор» можно рассматривать как особый пример закона Ома по величине сигнального тока, который он пропускает. Изменение эффективного тока через конденсатор заставляет конденсатор выглядеть больше для катушки индуктивности и остальной цепи, чем есть на самом деле! У нас есть переменный конденсатор!

Вот почему частота резонанса меняется.Конденсатор выглядит больше, чем есть на самом деле, для резонансных целей, а его количество регулируется потенциометром вау. Первый транзистор представляет собой блок усиления, обеспечивающий активный резонанс, потенциометр вау и второй транзистор модулируют эффективную емкость в резонансном контуре, состоящем из катушки индуктивности и переменного конденсатора.

С другой стороны, конденсатор питается буферизованной копией сигнала с коллектора Q1 и подается обратно на базу Q1, поэтому он выглядит и действует как конденсатор с эффектом Миллера.Разница между этим и настоящим конденсатором с эффектом Миллера заключается в том, что потенциометр вау имеет возможность изменять количество сигнала, который управляет конденсатором. Поскольку эффект Миллера умножает фактическое значение конденсатора обратной связи на коэффициент усиления каскада, потенциометр вау может изменять кажущееся значение конденсатора от его нормального значения до коэффициента усиления напряжения Q1, умноженного на фактическое значение.

Из-за способа подключения обратной связи фактический общий отклик — это реакция фильтра нижних частот с резонансным пиком, причем пиком является пик LC.В стандартной схеме усиление через схему в целом немного меньше единицы, достигает пика при резонансе и падает выше резонанса.

Из этого следует больше последствий, чем очевидно, а также некоторые захватывающие эффекты, которые могут быть получены из этого.

Оказывается, что кроме тонких искажений, которые они создают, в транзисторах нет никакой магии. Вы можете использовать операционные усилители для выполнения той же работы. Они не дадут вам тонких оттенков тона винтажной транзисторной педали квакушки, но квакушка будет работать точно так же.

Хотя операционные усилители не являются основным элементом мира сигналов, они упрощают некоторые вещи. В частности, базовая схема квакушки может быть использована для выполнения некоторых выдающихся трюков с использованием операционного усилителя — большей гибкости, большего количества элементов управления, насыщения индуктивности в стиле Vox, нескольких квакушек и многого другого — в следующих частях.

Индуктор Magic

В музыкальном мире есть легенда о том, что звук старых оригинальных вау-вау с катушками индуктивности Fasel превосходит звучание современных вау-вау.Оказывается, за этой легендой стоит некий факт. Хотя ясно, что другие части Vox Wah как-то связаны с тембром, индукторы долгое время были предметом спекуляций. Особенно ценятся квакушки с изображением Клайда МакКоя на нижней пластине и катушки индуктивности с надписью «Fasel». У меня давнее недоверие к легендарному мистическому совершенству, которое нельзя объяснить техническим анализом, поэтому я всегда хотел испытать магический индуктор.

Один друг доверил мне одну из волшебных версий, и я провел некоторое время в лаборатории EE с этим вау и садовым сортом Crybaby.Я вынул обе катушки индуктивности и измерил их индуктивность, сопротивление, внутреннюю емкость и не сделал никаких хороших выводов о том, почему должна быть какая-либо разница в звуке. Только когда я пропустил генератор синусоидальной волны через катушку индуктивности и посмотрел на ток через катушку индуктивности на анализаторе спектра, различия не проявились.

Сначала я не заметил различий с крошечными приводами синусоидальной волны. Только когда я включил генератор, появились различия. Катушка индуктивности Crybaby работала именно так, как я ожидал.То есть, он имел выходной сигнал, который был по существу чистой синусоидальной волной вплоть до тех пор, пока синусоидальный сигнал не стал достаточно большим или достаточно низким по частоте, чтобы запустить его в первые прикосновения к насыщению. Когда это началось, я получил именно то, что предсказывает теория: появление третьей гармоники формы волны dirve, за которой следует пятая, и, наконец, легкая седьмая гармоника, когда я действительно ее толкнул. Однако, когда я сделал то же самое с индуктором Fasel, возникновение гармоник, генерируемых насыщением, произошло немного раньше, и вторая гармоника появилась с третьей! Когда я включил драйв, четвертая поднялась вместе с пятой, а седьмой гармоники у меня так и не было.Сама по себе катушка индуктивности отсекала асимметрично.

Я спросил некоторых более старых и мудрых EE, которые сделали карьеру в области магнетизма. Мы пришли к выводу, что это могло произойти только тогда, когда в сердечнике индуктора было какое-то магнитное смещение, так что одна полярность сигнала насыщалась раньше, чем другая. Однако никто из них никогда не видел этого в индукторе сигнала, подобном тем, которые я тестировал. Единственным хорошим объяснением было то, что сам сердечник индуктора имел магнитное смещение, запах постоянного магнетизма.Это было слегка удивительно, потому что линейные ферритовые сердечники явно НЕ предназначены для этого.

Лучшее объяснение, которое я мог придумать, — это следующее. Катушка индуктивности в классических установках вау передает постоянный ток смещения для первого транзистора. Хотя это всего лишь микроампер, длительное воздействие этого однонаправленного смещения может привести к остаточной намагниченности сердечника индуктора, если материал сердечника был не очень хорошим в классическом линейном смысле ЭЭ. Возможно, Vox просто уточнил схему, производитель (я думаю, Джен из Италии) сделал первые квакушки из максимально дешевого материала, и небольшое отклонение от линейности привело к звуку, который понравился ребятам из Vox.То есть — это была счастливая случайность из-за дешевизны. Я никогда не слышал другого объяснения различий. Есть различия, и измеримые, и те, которые согласуются с разумными объяснениями того, как эта вещь работает и звучит. Эта легенда верна.

Я не видел и не слышал никаких индукторов типа Fasel, предположительно «следующего поколения», поэтому я не могу сказать, соответствуют ли они оригиналам.

Одна вещь, которая стала очевидной, заключается в том, что вы можете искусственно получить более линейный материал сердцевины, чтобы иметь смещение, и самым простым способом.Если мы постоянно прокачиваем ток через катушку индуктивности, мы можем получить любое смещение, которое нам нравится, просто накачав больше. Если бы мы поместили вторую обмотку на индуктор вау, мы могли бы протолкнуть через нее постоянный ток от цепи источника тока, что подтолкнуло бы «центр» магнитной операции к той или иной точке насыщения. Конечно, это невозможно с предварительно намотанным и залитым индуктором вау-индуктором, но вполне возможно, если вам случится намотать свой собственный. Это даже более осуществимо, если используемый вами индуктор имеет вторую обмотку, как трансформатор Radio Shack, который упоминается позже.Эту вторичную обмотку можно просто подключить и пропустить через нее ток. Я собираюсь сделать это, как только у меня будет время на скамейке запасных. Обратите внимание, что я сказал «текущий источник». Вы не можете просто использовать резистор, потому что действие трансформатора отразит это сопротивление в обмотке индуктивности в качестве нагрузки и ослабит резонансное действие катушки индуктивности. Минимум, который вам нужен, — это транзистор, подключенный в качестве источника тока, чтобы избежать этого.

Секреты горшка

Потенциометр (горшок), который вращается, чтобы заставить квакушку делать свое дело, также является источником мифов и легенд.Хотя оригинальные итальянские горшки Vox почти наверняка были готовыми к употреблению вещами, они были приобретены еще до того, как MBA убедил всех хранить на полках гораздо меньше вещей, чем сегодня. В результате слово «с полки» могло иметь гораздо более богатое значение, чем сегодня. Вопросы, связанные с горшком: (а) какое значение сопротивления банка вы используете и (б) какое конусное сопротивление является сопротивлением в банке?

Что касается стоимости, предполагается, что самые ранние вау использовали здесь 470K, 500K или 1M горшков.Все современные горшки используют 100К. Еще предстоит поработать, чтобы выяснить, как это влияет на тон.

Конус — большой предмет. Совершенно очевидно, что конус в коммерческих педалях не является линейным. Звуковой конус подходит близко, но любители вау говорят, что это не совсем так. Лучшим кандидатом, кажется, является полулогарифмический конус (как аудио, но не такой экстремальный) или полулогарифмический конус. Частично поиск идеального конуса является результатом того факта, что полный механический ход качающейся педали вау не поворачивает нормальный потенциомер на полные 300 градусов механического вращения, поэтому остается некоторый ход потенциометра, который остается неиспользованным. потому что рокер не может повернуть его достаточно далеко.

Считается, что у Teese Wah Pot есть «мертвые зоны» на каждом конце пути, возможно, с линейным сужением между крайними точками. Также считается, что горшок Fulltone имеет модифицированный конус. Неизвестно, имеют ли HotPot, Rock Potz и другие стандартные конусы.

Теперь, когда мы знаем, что горшок работает, мы можем кое-что сделать, чтобы сделать специальные конусы для горшков. Подробнее об этом позже.

Конденсаторы для тропических рыб

Шапки «Тропические рыбки» названы в честь разноцветной внешней поверхности.Не знаю материала. Остальные детали имеют такое большое значение, что я бы порекомендовал использовать майлар или полипро текущего производства и покрутить все остальное, прежде чем рассчитывать на то, что материал крышки будет иметь большое значение. Может здесь что-то есть — покопаюсь еще.

Что на что влияет? — или — Что мне изменить, чтобы заставить его работать (что угодно)?

Сама базовая схема квакушки может быть модифицирована для выполнения ряда полезных действий. Чтобы определить, что изменить, чтобы получить какой эффект, я бросил схему в свой симулятор схемы и посмотрел, что произошло с ответами.Используя следующую схему, мы посмотрим, что происходит. В схеме я «обобщил» названия частей, чтобы мы могли говорить о них не по их значениям.

Из нашего предыдущего отчета о разборке мы знаем, что Q1 — это усилитель усиления по напряжению, а Q2 — это эмиттерный повторитель, который просто буферизует напряжение сигнала от дворника потенциометра Wah, Rw. Мы знаем, что катушка индуктивности довольно пассивна и участвует только путем установки стороны L LC-фильтрации.Давайте посмотрим на каждую часть с некоторыми комментариями о том, что они делают и что происходит, когда они меняются.

Деталь

Что он делает

1 квартал

Транзистор усиления напряжения. Этим частично определяется усиление напряжения разомкнутого контура. Имеет некоторое влияние на общий звук. Его искажения, если они есть, влияют на тон педали.В результате, замена этого транзистора приведет к некоторому изменению тона. Это тот, который нужно заменить, если вы можете найти только один транзистор «5117».

2 квартал

Транзистор эмиттерного повторителя. Очень мало влияет на тон, пока Hfe достаточно велик. Прирост 200 или больше будет звучать примерно одинаково.

Рин

Влияет на общий выходной уровень сигнала.Уменьшение этого значения увеличит уровень выходного сигнала. Где-то между 33K и 47K дает вам единственное кажущееся усиление с истинным переключением на байпас. Однако его понижение также снижает входное сопротивление и, следовательно, увеличивает всасывание тона, если вы не используете ни истинный байпас, ни буферизацию на входе.

Рфб

— этот еще работает —

Rc1

Непосредственно влияет на точку смещения и усиление Q1.Усиление разомкнутого контура увеличивается по мере его увеличения, и в то же время точка смещения на коллекторе Q1 опускается, приближая его к насыщению. Может повлиять на тон, если он перемещает Q1 в нелинейную область для части сигнала. Большие значения (от 47K до 100K) почти наверняка вызовут искажения.

Re1

Непосредственно влияет на точку смещения и усиление Q1. Коэффициент усиления разомкнутого контура увеличивается по мере уменьшения этого сопротивления, и в то же время точка смещения на коллекторе Q1 понижается, приближая его к насыщению.Может повлиять на тон, если он перемещает Q1 в нелинейную область для части сигнала. Небольшие значения (от 0 до 200 Ом) могут внести хорошие изменения в тон вау, переместив транзистор в область мягкого насыщения его смещения. Диапазон вау также уменьшается по мере уменьшения значения Re1.

Руб1

Резистор первичного смещения для Q1. Этот резистор во многом определяет рабочую точку Q1. По мере его увеличения напряжение на коллекторе Q1 повышается и наоборот.Не влияет на усиление Q1, пока оно достаточно велико из-за эффекта обхода переменного тока Cbp.

Руб2

Вторичный резистор смещения для Q1. Этот резистор является вторым важным фактором, определяющим точку смещения Q1. По мере роста коллектор Q2 опускается, приближаясь к насыщению. Не влияет на усиление Q1 из-за эффекта обхода переменного тока Cbp.

Руб3

Главный резистор смещения для Q2.Значение этого резистора не очень критично, если оно (а) не настолько мало, чтобы обеспечивать значительную утечку сигнала вокруг Rw, и (б) оно не настолько велико, чтобы крошечный базовый ток Q2 сильно упал. напряжения и понижает напряжение постоянного тока на эмиттере Q2 и вызывает искажения. Вероятно, что-нибудь между 220K и 2.2M работает, хотя я не проверял эти значения внимательно.

Rq

Этот резистор является основным фактором, определяющим добротность или резкость полосового / резонансного эффекта фильтра. Значения ниже 33K делают фильтр менее резким, снижая качество эффекта вау.Значения до 100K обеспечивают более резкие, пиковые и резонансные тона. Если он станет слишком резким, эффект вау может быть потерян, потому что он может не затронуть гармоники, которые нужно подчеркнуть.

Rc2

Обеспечивает шумоизоляцию для Q2. Вероятно, может быть опущен с некоторым ухудшением шума или, возможно, без каких-либо побочных эффектов.

Re2

Не слишком критично. Наверное, нормально между 4.7К и 18К. Не сильно влияет на тон, если Q2 не смещен в область, где он зажимается.

КИН

, увеличивая его, можно добавить меньше жира и добавить жирности. Если вы хотите это, измените его примерно с 0,1 мкФ до 0,22 мкФ.

КБ

Важно, чтобы он был достаточно большим, чтобы весь сигнал на его (+) контакте был заземлен. Начиная с 4,7 мкФ, звук практически не влияет.По мере того, как он становится меньше, звук становится больше вариации громкости и меньше вау. Если этот колпачок неисправен, педали вау звучат как педали громкости.

Cout

— этот еще работает —

Cef

— этот еще работает —

Cf

Первичный определитель центральной частоты эффекта вау.Изменение его значения перемещает весь диапазон свипирования вау. Большие значения перемещают его вниз в сторону низких частот, меньшие значения — вверх.

Lf

Индуктор. Просто убедитесь, что он находится в диапазоне от 400 мГн до 600 мГн, затем настройте с помощью Cf .; «волшебные» катушки индуктивности обладают собственными свойствами и могут добавлять приятный тон благодаря своим характеристикам насыщенности

Rw

Подметает вау.Обычно 100К. Точное значение может быть не слишком важным, если Rb3 и усиление Q2 достаточно велико. Может быть изменен с помощью сужающихся резисторов, чтобы получить определенную развертку, и развертка может быть сужена путем включения постоянных резисторов последовательно с ее внешними концами. Обычно люди хотят противоположного, более широкого диапазона при меньшем перемещении педали.

МОДОВ

Коммутируемые конденсаторы для Cf

Установите переключатель для выбора между различными значениями Cf.Меньшие значения перемещают диапазон развертки вверх, большие значения перемещают диапазон развертки вниз. Вы можете использовать любой переключатель. SPDT предоставит вам два варианта выбора, переключатель 1P6T, как показано, предоставит вам шесть вариантов.

Добавьте конденсаторы параллельно индуктору
, лучше переключите значение Cf

Изменение Re1 вверх или вниз
Популярная модификация заключается в временной замене Re1 (стандартное значение 470 Ом) линейным потенциометром 1K. По мере того, как сопротивление уменьшается от исходного значения до нуля, звук начинает становиться богаче из-за увеличения усиления первого транзистора.Увеличение усиления сопровождается умеренным увеличением искажений с учетом жирности. Когда сопротивление приближается к нулю, вау будет на уровне саморезонанса или близком к нему и будет автоколебаться на нижнем конце своего диапазона, а затем вау в нотах, когда вы двигаетесь вперед на педали. Обидчиво, но круто! По мере того, как сопротивление потенциометра увеличивается выше номинального значения, звук начинает становиться менее «вау-эй», так как усиление первой ступени падает, и обратная связь не может создавать столь резкий резонанс. Вы можете либо найти значение, которое вам нравится, и вставить фиксированный резистор с этим значением, либо установить горшок где-нибудь, где вы можете его повернуть.

Измените Rq, чтобы изменить «резкость» полосы пропускания.
Если вы измените значение Rq, номинальное сопротивление резистора 33 кОм параллельно катушке индуктивности, вы измените резкость резонанса. Резисторы большего номинала сужают резонансную полосу. Меньшие значения сильнее заглушают резонанс и расширяют резонансную полосу, но делают ее менее острой, поэтому эффект становится более слабым. Некоторые люди считают, что такие значения, как 51K, невероятно хороши.

Cure for Pot Scratch, или Mod for Remote Wah (от Anderton)

Этот трюк позволит вам либо вылечить царапающийся горшок (для чего его изначально предлагал Андертон), либо поставить качающуюся педаль произвольно далеко от схемы вау.Для этого просто удалите печатную плату изнутри квакушки, очень внимательно отметив, что с чем связано, чтобы вы могли отменить это, если хотите. Помогают аккуратные схемы! Затем сделайте кабель с экраном и двумя проводами в нем. Один подает + 9 В на верхнюю часть потенциометра, другой передает напряжение стеклоочистителя туда, где физически находится схема квакушки. Щит несет землю. Я сделал это с помощью Vox Reissue, и он отлично сработал. Остается еще небольшая проблема, как ее обойти, но я должен сохранить некоторые секреты.

Две схемы Wah с управляемым напряжением

Вот два способа сделать вау управляемым напряжением. В обоих случаях фактическая схема полагается на транзистор, который заменяет LDR в модификациях вау Андертона. Первый использует P-канальный JFET, который включен (низкое сопротивление), когда его затвор и исток находятся на земле постоянного тока, и постепенно увеличивает сопротивление, поскольку затвор становится более положительным, чем источник.

Второй способ использует сопротивление коллектор-эмиттер NPN-транзистора так же, как и LDR.В этом случае сопротивление является самым высоким, когда управляющее напряжение низкое, и становится ниже, когда управляющее напряжение подает струйку тока в базу NPN.

Оба они искажаются при повышении уровня сигнала. У LDR такой проблемы нет.

Общие проблемы

Tone Sucking (потеря высоких частот в положении обхода)
Переключение обхода в вау до середины 90-х использовало переключатель SPDT.Переключатель не обеспечивает истинного переключения байпаса, поэтому вход эффекта всегда подключен к входному разъему. Это означает, что вход педали вау нагружает гитарный сигнал, и, что еще хуже, нагружает его больше на высоких частотах, чем на низких частотах. Звук становится тише и менее живым. Есть два лекарства, и они работают примерно одинаково хорошо. Во-первых, вы можете установить переключатель истинного байпаса DPDT. Во-вторых, вы можете добавить буфер перед вау, чтобы он не загружал гитарный сигнал.В GEO есть статья о том, как встроить буфер на внутреннюю печатную плату вау.

Горшечный износ
Из-за того, что котелок вау качается вперед и назад, он изнашивается больше, чем любой пульт, установленный на панели. Механический ползунок, который перемещается по резистивному элементу внутри, буквально изнашивает часть материала. Этот материал может накапливаться таким образом, что ползунок теряет контакт с материалом резистора, и когда это происходит, он издает «царапающий» звук при вращении горшка.Есть два лекарства: либо (а) очистить горшок, либо (б) заменить горшок.

Чистку кастрюли следует рассматривать как временную меру. Это поможет на время. Сходите в радиорубку или в магазин электроники и купите аэрозольный баллончик с очистителем тюнера или очистителем электронных контактов. Распылите его в кастрюлю, вращая стержень кастрюли. Царапины должны быть намного лучше. Мнения расходятся относительно того, стоит ли покупать очиститель тюнера со смазкой и / или смазывать горшок после очистки.Джеффри Тиз посоветовал людям распылять WD-40 после использования очистителя тюнера, исходя из теории, что очиститель высушивает заводскую смазку, и WD-40 является разумной заменой. Есть очистители тюнеров, которые говорят, что оставляют смазку на поверхностях.

Некоторые люди клянутся, что любая смазка ускорит порчу кастрюли. Правильнее будет рассматривать чистку как временную меру и заменить горшок.

Сменные горшки можно получить из нескольких источников.Analog Mike, Fulltone и Mojo продают сверхмощный горшок 100K 2W примерно за 30 долларов. Dunlop продает «ECB24 Hot Potz», который поставляется в предварительно собранном виде с нейлоновой шестерней, гайкой и шайбой и доступен в количестве от New Sensor Corp по цене 20,25 доллара при минимальном заказе в 100 долларов. Аналог Майк и Моджо продают Teese Roc Pot. Джеффри Тиз изготавливает эти горшки по индивидуальному заказу в соответствии с оригинальной конусностью оригинальных горшков Vox Clyde McCoy. Fulltone продает аналогичный горшок. В любом случае, рассчитывайте потратить от 15 до 30 долларов, чтобы поддерживать вау-вау. Некоторые думают, что замена звучит лучше оригинала.

Я полагаю, поскольку я уже вставил схему, я должен упомянуть, что вы можете использовать трюк Крейга Андертона со светодиодами / LDR из его колонки GP, чтобы починить царапающийся горшок. Схема уже была показана в разделе «Модификации». Это заменяет потенциометр вау на фиксированный резистор и LDR, а оригинальный потенциометр используется только для изменения тока светодиода. Это работает, и действительно очень гладко. В этом случае оригинальный горшок прослужит до тех пор, пока на нем не появятся полностью открытые пятна.

Потеря уровня сигнала
После включения настоящего обходного переключателя люди часто обнаруживают, что они теряют немного громкости при включении квакушки.Это происходит в одном из двух мест; либо прямое усиление схемы вау немного ниже единицы, либо загрузка схемы вау немного снижает гитарный сигнал. Вы можете исправить это, немного понизив значение входного резистора 68 кОм (возможно, до 33–47 кОм), чтобы увеличить усиление. Обратите внимание, что это также снижает входное сопротивление и может изменить тон вау в настройке эффекта. На настройку байпаса это не повлияет из-за истинного переключения байпаса.

Нет звука «вау», только изменение громкости
Cbp не работает.Замените его новым алюминиевым электролитическим конденсатором от 4,7 мкФ до 22 мкФ.

Нет звука «вау», только высокие частоты.
Индуктор Lf, вероятно, открыт. Получите замену.

Диапазон «вау» заметно уменьшился при использовании определенных эффектов ПОСЛЕ вау.

Входной импеданс эффекта загружает выходной сигнал вау, так как входное сопротивление следующего эффекта фактически появляется параллельно с резистором коллектора Q1. Это напрямую снижает усиление, которое, как мы видели, отвечает за эффект переменной емкости, придающий вау-эффекту звук переменной частоты.Решение довольно простое — буфер либо вход следующего эффекта, либо выход вау.

Создание вау с нуля

Позвольте мне начать с совета — не делайте этого, по крайней мере, с классической педалью-качалкой с ножным управлением. Это не потому, что электроника сложная. Это не так, они почти тривиальны. Вам даже не нужно придумывать какие-либо сверхспециальные детали, кроме индуктора, который мы рассмотрим.

Скорее, это потому, что сделать надежную ножную качающуюся педаль для поворота кастрюли — ТРУДНО.Если вы хороший машинист или ремесленник, а также играете на гитаре, хорошо, дерзайте. В противном случае купите мертвую Плаксу и отремонтируйте ее. Механика рокер-педали — это не то, что нужно легкомысленно, если у вас нет инструментов для работы с металлом. Я часто нахожу, что в ремонтных мастерских есть куча мертвых снарядов Crybaby в различных состояниях каннибализации, с которыми они довольно дешево расстаются. Вам следует подумать о том, чтобы произвести всю механическую настройку, только если у вас нет других хороших вариантов.

Электроника не такая уж и сложная.Перфорированная плата работает хорошо, и печатную плату для нее сделать не так уж сложно. Я рекомендую сначала установить механическую упаковку, а затем убедиться, что плата, на которой вы собираетесь ее строить, правильно входит в боковую часть механической упаковки. Сделайте это перед тем, как класть детали на плату.

Помимо механической упаковки установки вращения горшка, критической проблемой для разработчиков вау является поиск индуктора на 500 мГн. Есть несколько способов:

  • Достать мертвую Плаксу и съесть одну оттуда
  • Используйте несколько серийных индукторов последовательно, как в дросселях Mouser 434-03-154J 150 мГн (1 доллар США.По 36). Три из них последовательно работают хорошо.
  • Используйте небольшой первичный преобразователь аудиосигнала, игнорируя вторичные обмотки. Трансформатор Radio Shack 275-1380 (по 2,40 доллара за штуку) работает нормально. Я получил электронную почту и видел сообщения о том, что трансформаторы связи модема также могут работать. Возможно, некоторые аудиопреобразователи Mouser тоже подойдут.
  • Купите вторичный индуктор Wah. Джеффри Тиз и Fulltone продают катушки индуктивности, которые не уступают оригинальным индукторам Vox для получения отличного звука, по крайней мере, когда-то.Обычно это дорого, может быть, до 30-40 долларов.
  • Сделай сам. Не рекомендуется, если у вас нет личного призвания от какого-либо божества. Это много работы, и трудно найти узкоспециализированные детали и детали.

Вот несколько изображений самого простого решения — трансформатора Radio Shack.

Twin-T Circuits

Гораздо менее загадочная схема — это вау в стиле Twin-T.Название Twin-T достаточно очевидно, если взглянуть на схему. Есть одна буква «Т», состоящая из двух последовательно соединенных резисторов и конденсатора, соединенного с землей. Второй Т состоит из двух последовательно соединенных конденсаторов с заземленным резистором. Т-образные крючки соединяются параллельно. Они не совсем близнецы, но достаточно близки, чтобы их можно было назвать. Сеть Twin T сама по себе является режекторным фильтром. Кстати, это единственная схема, состоящая только из резисторов и конденсаторов, которая может иметь бесконечно глубокую выемку — то есть, если вы идеально настроите значения R и C, частота в выемке фильтра будет полностью удалена. .Большинству приложений такая идеальная настройка не нужна, в особенности квакушек. Чтобы получить полосовой (горбатый) отклик, мы используем цепь Twin-T в качестве отрицательной обратной связи вокруг усилителя. Twin T пропускает все частоты за пределы своей выемки, но ослабляет частоты рядом с ее выемкой. Поскольку это отрицательная обратная связь, частоты, которые мы пропускаем, наиболее легко уменьшают усиление, а частоты, которые не проходят через сеть обратной связи, не уменьшаются обратной связью, поэтому они имеют большое усиление.Таким образом, соединение с отрицательной обратной связью инвертирует частотный скачок в частотный скачок, что как раз то, что нам нужно для квакушки.

Эта схема взята из статьи Саймонтона «The Waa-waa» 1970 года в популярной электронике. Я удалил переключение, чтобы мы могли увидеть, как оно работает. Первый транзистор представляет собой усилитель с высоким коэффициентом усиления, фактическое усиление которого устанавливается подстроечным резистором 1K «Q». Второй транзистор буферизует коллектор первого, так что выходная нагрузка не влияет на усиление.Твин T хорошо различим. Управляющий резистор — это просто переменный резистор на землю.

Схемы операционных усилителей с множественной обратной связью

Другой полосовой фильтр, который можно переключать взад и вперед с помощью переменного резистора, — это активный фильтр с множественной обратной связью. Эти штуки используют RC-цепи вокруг операционных усилителей для имитации реакции второго порядка LC-сети. Как вы можете видеть на упрощенной схеме, снова только один переменный резистор, соединенный с землей, может изменять центральную частоту полосы пропускания в полезном диапазоне частот для педалей вау.

Обе эти цепи — это то, что я называю вау-резистором на землю, — их центральная частота изменяется только одним переменным резистором относительно земли. Это намного проще автоматизировать с помощью электроники, чем вау в стиле индуктивности, где частота вау регулируется трехконтактным делителем напряжения. Недостатком этих двух схем является то, что они не имеют тонких искажений, как схема индуктивности, и поэтому у них нет такого интересного тона — по крайней мере, сами по себе.Как обычно, это просто означает, что у них есть другое применение, для которого они лучше всего подходят.

Возиться с вау — что мы можем сделать?

Цепь вау-эффекта «резистор-земля» дает нам простой способ изменить центральную частоту. Все, что делает переменный резистор на землю, заставит их вау, так что мы можем сыграть шутки. Резистор может быть любого стиля — модуль LED / LDR, JFET, диодная цепочка, даже сопротивление коллектор-эмиттер биполярного транзистора, а также простой старый горшок.

Одна из самых простых вещей, которую мы можем сделать, — просто запустить переменный резистор с помощью низкочастотного генератора (LFO), например:

Это было еще одно приложение, которое было опубликовано Simonton и первоначально использовало схему Twin T, но оно одинаково хорошо работает для схемы с множественной обратной связью или индуктивного вау-эффекта, преобразованного в резистор-земля, как мы увидим позже. Хотя это не очень хорошая симуляция реального кабинета Лесли, у него есть свой уникальный тон, и это очень весело.По тону он напоминает орган карусели на ярмарке.

Вы также можете преобразовать это в автоматический вау, просто получив управляющее напряжение из громкости входящего сигнала и используя его для изменения центральной частоты.

Именно такая компоновка является сущностью некоторых коммерческих педалей. Прототипом является последователь доктора Кью из EH.

А вот как преобразовать квакушку индуктивного типа в одиночный переменный резистор на землю.

Более одного вау за раз

Не существует закона, который гласит, что только одна вау за раз звучит хорошо. Фактически, это будет больше походить на человеческую речь, если мы будем использовать два. Давайте посмотрим, как это сделать.

С двумя вау-резисторами заземления мы можем сделать адаптацию, которая использует один потенциометр для одновременного перемещения обеих частот в противоположных направлениях

Чтобы проделать то же самое с квакушками в стиле индуктивности, мы можем сначала преобразовать их в схему «один резистор-земля», или мы можем использовать двойной потенциометр.Это неприятно, потому что нам нужно получить журнал / антилогарифмический горшок. На помощь приходит конусообразный резистор, упомянутый в «Тайной жизни горшков», поскольку мы можем сделать двойной логарифмический / антилогарифмический потенциометр из двойного линейного.

Обратите внимание, что в этом скетче я показал входной буфер для предотвращения всасывания тона входной загрузкой и резистивный микшер для микширования двух выходов, который не был показан в первом скетче вау / антивау.

Как отмечалось в аннотации к человеческой речи и формантам, для некоторых действительно интересных вокальных эффектов мы хотели бы, чтобы два вау двигались не только напротив друг друга.Мы можем сделать это с помощью другого трюка с горшком. Если у нас есть квакушка, для которой требуется только переменное сопротивление заземления, ничто не говорит о том, как нам использовать концевые проушины. При желании мы можем заземлить и из них. Это означает, что сопротивление от дворника к земле является максимальным в центре вращения горшка и становится меньше, когда мы поворачиваем его от центра на в любом направлении . Центральная частота вау будет самой низкой посередине, увеличиваясь в обоих концах.

Если мы объединим стандартную вау с вау, настроенную на самый низкий центр, используя двойной линейный регулятор, мы можем получить гораздо более высокое качество вокала.EH сделал то же самое в «Talking Pedal». В этой схеме используются два типа квакушек с множественной обратной связью. Исключением было то, что в нем использовался специальный двойной горшок, в котором одна секция имела кран рядом с центром вращения горшка, который был заземлен. Тогда дворник находился ближе всего к земле в центре, но имел наибольшее сопротивление заземлению на обоих концах. В случае отчаяния можно разобрать горшок и покрасить кран токопроводящей краской — см. «Тайная жизнь горшков».

р.G.

ElectroSmash — Анализ Vox V847

V847 — это педаль вау-вау, разработанная Лестером Кушнером и Брэдом Планкеттом и выпущенная в 1967 году компанией VOX. Он имитирует звук приглушенной трубы, изменяя тон гитары, как человеческий голос, произносящий слог wah .

Vox выпустил несколько версий Wah-Wah с небольшими настройками схемы:

  • Vox V847: Классическая модель вау-вау. Настоящего обхода нет.
  • Vox V847A: Обновленная версия классической модели, включая резисторы SMD и дополнительный каскад входного буфера.
  • Vox V846HW : Он вручную собран в конструкцию револьверной платы и компонентов премиум-класса .
  • Vox V845: На основе спецификаций оригинальной педали, разработанной VOX в 60-х годах.
  • Vox V848 Clyde McCoy: с функцией True Bypass и входом переменного тока.

Содержание.

1. Эффект Вау-Вау.
2. Схема Vox V847.
2.1 Амплитудно-частотная характеристика Vox V847 Wah.
2.2 Схема Vox V847.
2.3 Смещение цепи Vox V847.
2.4 Перечень деталей / Спецификация компонентов Vox V847.
3. Входной каскад.
3.1 Усиление входного каскада.
3.2 Входное сопротивление Vox V847.
4. Выходной каскад
4.1 Выходное сопротивление Vox V847.
5. Как работает Wah-Wah.
6. Модификации Vox V847 Wah.
6.1 Изменение коэффициента добротности Wah-Wah.
6.2 Изменение диапазона развертки.
6.3 Больше изменений басов и усиления.
6.4 Дополнительная модификация среднего содержания.
6.5 Индуктор Wah-Wah V847.
7. Ресурсы.

Педаль Wah-Wah была изобретена в ноябре 1966 года Лестером Кушнером и Брэдом Планкеттом в Warwick Electronics, подразделении Whirlpool, которому принадлежали Thomas Organ Company и Vox. Создание эффекта Wah-Wah кажется случайностью во время твердотельной модернизации усилителя Vox Super Beatle / USA.

Первые устройства Vox были произведены в Италии Jen Elettronica (OEM) и названы моделью The Clyde McCoy Wah-Wah в честь знаменитого трубачей, чей хит 1931 года Sugar Blues популяризировал звук Wah-Wah. Затем Томас Орган захотел, чтобы эффект был отмечен как собственный для американского рынка, заменив его на Cry Baby, который продавался параллельно с итальянским Vox V846.

Warwick Electronics Inc. получила патент США № 3530224 , управляемая педалью плавно регулируемой схемы предпочтений для музыкальных инструментов 22 сентября 1970 года.

Эффект Wah-Wah — это, по сути, регулировка тембра. Его частотная характеристика представляет собой полосовой фильтр, который увеличивает резонансную частоту и ослабляет верхние и нижние гармоники. При нажатии на педаль резонансная частота изменяется. Когда педаль нажата до упора, высокие частоты усиливаются, и наоборот, когда педаль полностью поднята, басы усиливаются.

Простую схему V847 можно разбить на два блока: входной каскад и выходной каскад.

Схема построена на 2 каскадных транзисторных каскадах с парой пассивных компонентов и катушкой индуктивности; эта уменьшенная конструкция делает потребляемую мощность ниже 1 мА.

Суть конструкции остается в том, как можно изменять резонансную частоту LC-фильтра, состоящего из постоянной катушки индуктивности L 1 и конденсатора постоянной емкости C 2 , с помощью переменного резистора VR1.

2.1 Частотная характеристика Vox V847 Wah.

Частотная характеристика характеризуется резонансным пиком с центром в 750 Гц (педаль в среднем положении) и может изменяться вверх и вниз от 450 Гц до 1,6 кГц. Выбранные частоты усиливаются до 18 дБ, а окружающие — ослабляются, как показано на изображении ниже:

2.2 Схема Vox V847.

Печатная плата без проблем помещается внутри большого педального корпуса.

Vox V847 использует однослойную печатную плату со вставными компонентами.На боковой стороне платы находится разъем типа Molex для подключения кабелей, которые будут подключены к разъемам потенциометра, педального переключателя и разъема.

2.3 Смещение цепи Vox V847.

На изображении ниже показаны наиболее важные точки смещения постоянного тока. Это может быть полезно для поиска и устранения неисправностей цепи:

2.4 Список деталей Vox V847 / Спецификация материалов.

Q 1 MPSA18
Q 2 MPSA18
C 1 0.01 мкФ
C 2 0,01 мкФ
C 3 4,7 мкФ
C 4 0,22 мкФ
C 5 0,22 мкФ
L 1 500 мГн
R 1 68 кОм
R 2

1 1K 3 22 кОм
R 4 510 Ом
R 5 470 кОм
R 6 470 кОм
R 7 33 кОм
R 8 100 кОм
R 9 1 кОм
R 10 9

1 кОм
R 10 9 / Выходной разъем.
Переключатель True Bypass.

Входной каскад представляет собой усилитель с общим эмиттером и шунтирующей обратной связью по напряжению:

Входной конденсатор C 1 изолирует гитару от любого напряжения постоянного тока педали, защищая звукосниматели в случае отказа цепи. Резисторы R 8 и R 6 образуют делитель напряжения для определения смещения, приложенного к базе Q 1 через катушку индуктивности и резистор R 2 .

3.1 Коэффициент усиления входного каскада.

В усилителях с обычным эмиттером приблизительный коэффициент усиления по напряжению равен сопротивлению коллектора, деленному на сопротивление эмиттера (G V = R C / R E = 22K / 510 = 43 = 32 дБ), но влияние сети обратной связи необходимо принять во внимание, уменьшив на практике усиление до 18 дБ.

Сеть обратной связи от коллектора к базе состоит из сопротивления R 6 470K и R 8 100K относительно земли (индуктор, подключенный параллельно резистору R 7 33K, можно рассматривать как сокращение).

Эта топология обратной связи представляет собой метод применения отрицательной обратной связи к усилителю, в то время как она приводит к снижению общего коэффициента усиления по напряжению и входного импеданса транзистора, а также достигается ряд улучшений, таких как стабилизированный коэффициент усиления по напряжению, улучшенная частотная характеристика и устойчивость к изменениям температуры и транзисторы Beta.
Измерения и моделирование показывают, что усиление этого каскада составляет около 18 дБ.

Выход усилителя BJT подключен к потенциометру VR1 на 100 кОм в конфигурации делителя напряжения, что означает, что с помощью ракетного действия ноги, усиление первой ступени регулируется от 18 дБ до 1 дБ.

3.2 Входное сопротивление Vox V847.

Для расчета входного импеданса V847 для анализа поведения слабого сигнала используется модель гибридного пи:
Z in = R 1 + (R 2 ‘// Rin Common Emitter Amp )

Где:

  • R1 = Входной резистор 68 кОм.
  • R2 ‘= R2 можно рассматривать как подключенный к земле, поскольку он действительно подключен к эмиттеру Q2, который имеет очень низкий выходной импеданс.
  • Rin усилителя с общим эмиттером = rπ + (β + 1) xR 4 = (400 + 1) x510 = 204K

\ [Z_ {in} = 68K + (1.5K // 204K) = 68 + (\ frac {1.5 \ cdot 204} {1.5 + 204}) = 69.5K \]


Параллельная комбинация R 2 и входное сопротивление общего эмиттера намного меньше, чем R 1 из-за петли обратной связи и сопротивления эмиттера R Следовательно, значение входного резистора R 1 = 68 кОм составляет практически на всю нагрузку сигнала на входе.Как показывает опыт, хорошее входное сопротивление для гитарной педали составляет около 1 МОм, 68 кОм — это действительно низкий входной импеданс, и гитарный сигнал может страдать от всасывания тона (потери высоких частот).

На приведенном выше графике входное сопротивление измерено в 69,7 кОм, что подтверждается расчетным значением 69,5 кОм.

При увеличении входного резистора 68 кОм R1 входной импеданс также увеличивается, но он также образует делитель напряжения на входе, уменьшая доступное усиление по напряжению.

Второй каскад представляет собой эмиттерный повторитель, работающий как усилитель с низким выходным сопротивлением и приблизительно единичным усилением:

Этот блок буферизует сигнал, снятый со скребка потенциометра VR1.

  • Смещение базы получается с коллектора Q 1 через резистор R 5 .
  • Резистор R 10 — это возврат постоянного тока для эмиттерного повторителя.
  • Резистор R 9 в коллекторе включен для подавления склонности к колебаниям.

Выходной разъем педали находится перед переменным резистором VR1 и не зависит от положения ползунка. Таким образом, положение потенциометра не влияет на выходной уровень.

4.1 Vox V847 Выходное сопротивление.

Еще раз, выходной импеданс можно оценить с помощью модели гибридного пи, но в этом случае формула является сложной и не дает интуитивного представления. В качестве альтернативы значение можно рассчитать с помощью точного моделирования PSpice, показав результаты ниже:

Положение потенциометра VR1 влияет на значение выходного импеданса, но общее число находится в диапазоне от 630 Ом до 8.6 кОм, что можно рассматривать как хорошее выходное сопротивление.

Ядро конструкции вау остается в колпачке C 2 , который замыкает контур обратной связи между выходом (эмиттер Q 2 ) и входным каскадом схемы:

Входной каскад усиливает сигнал обратной связи, поступающий от эмиттера Q2 через C 2 и R 2 . Из-за этого усиления сигнала, подаваемого на конденсатор C2, кажущееся реактивное сопротивление , видимое входным сигналом, направленным на конденсатор, отличается от реального.

Эта кажущаяся величина реактивного сопротивления конденсатора C2 зависит от усиления сигнала первой ступени. Коэффициент усиления первой ступени определяется положением ползунка VR1:

.
  • Если ползунок установлен в нижнее положение , усиление = мин., Ток через колпачок обратной связи C2 = мин., Кажущееся реактивное сопротивление = макс., Кажущееся сопротивление = мин.
  • Если ползунок установлен в верхнее положение , усиление = макс., Ток через колпачок обратной связи C2 = макс., Кажущееся реактивное сопротивление = мин., Кажущаяся емкость = макс.

Подключение дополнительного реактивного сопротивления (катушка индуктивности L 1 ) создаст резонансный контур, который регулируется путем настройки кажущейся емкости C 2 .


Примечание:

  • Импеданс элемента можно выразить как Z = R + jX.
    • В идеальных резисторах Z = R (полное сопротивление = сопротивление [Ом])
    • В идеальном конденсаторе Z = jX (полное сопротивление = реактивное сопротивление [Ом])
  • Реактивное сопротивление конденсатора: это сопротивление конденсатора изменению напряжения через него.Возникающее электрическое поле сопротивляется изменению напряжения между выводами конденсатора. (реактивное сопротивление) XC = -1 / wC (емкость)
  • Реактивное сопротивление измеряется в Ом, а не в фарадах. Фарады — это мера емкости, унаследованное свойство конденсаторного элемента.

Есть несколько популярных модификаций, которые игроки делают со своими педалями, вы увидите, как они работают и как они влияют на сигнал гитары:

6.1 Изменение коэффициента добротности Wah-Wah.

Коэффициент качества — это параметр, который характеризует полосу пропускания резонатора по отношению к его центральной частоте, то есть насколько узкой или узкой является выбранная полоса частот.
Резистор R7 33 кОм вводится для регулировки этого значения, что позволяет также усиливать окружающие резонансные частоты. Другими словами, R7 устанавливает резкость резонансного пика.

На приведенном выше графике показан эффект R7, его значение увеличивается, коэффициент Q Q уменьшается, а колокол фильтра расширяется.Эта модификация также известна как «Vocal Mod», некоторые пользователи заменяют 33K на более крупный, например 39K, 68K или даже 100K, чтобы добиться более вокального звучания.

6.2. Изменение диапазона развертки.

Первичная обмотка конденсатора C 2 определяет центральную частоту свипирования вау. Изменение его значения перемещает весь диапазон развертки вау вверх или вниз.
На изображениях ниже видно смещение диапазона развертки при использовании 0,1 мкФ, 0,01 мкФ (по умолчанию) и 0,001 мкФ.

Большие значения перемещают его вниз в сторону низких частот, меньшие значения — вверх. Басистам нравится увеличивать значение (обычно 0,068 мкФ) для лучшего отклика на бас-вау.

6.3 Больше изменений баса и усиления.

Эмиттерный резистор R 4 регулирует уровень усиления обработанного сигнала. Уменьшение его значения приведет к небольшому увеличению усиления и содержания низких частот. На рисунке ниже показано, как меньшие значения R 4 изменяют частотную характеристику:

6.4 Дополнительные модификации среднего содержания.

Этот тонко настраивает среднечастотный диапазон. При увеличении стоимости стокового R 2 1K5 положение пятки вниз будет звучать немного сильнее и подчеркнуто. Типичные значения для этого мода — 2K и 2K7.

6.5 Индуктор вау-вау V847.

В большинстве педалей classic есть компонент, который часто невозможно / трудно найти или дорого, и это тот, который, конечно, дает лучший звук или легендарный оригинальный тон .В данном случае индуктор Fasel из первой серии

На рынке есть несколько вариантов: Dunlop Yellow / Red Fasel, TDK, Sabbadius Soul Inductor, Coloursound Inductor, Wipple индуктор, SOD-индукторы, миниатюрные аудиопреобразователи и катушки от промышленных фильтров.

Можно использовать все, что имеет сопротивление постоянному току от 10 до 100 Ом (15 Ом тип.) И индуктивность (если вы можете ее измерить) от 200 мГн до 1 Гн (типично 500 мГн).

Технология педалей Wah от Geofex.
Патент на Vox Wah Wah (US3530224)

5.1 Таблицы данных.

V845 V846-HW V847 Руководство пользователя.

Спасибо за чтение, все отзывы приветствуются

Некоторые права защищены, вы можете свободно копировать, делиться, микшировать и использовать все материалы.
Товарные знаки, торговые марки и логотипы являются собственностью соответствующих владельцев.

The Stinkfoot wah mod — stinkfoot.se

В течение нескольких лет я был занят модификацией педалей квакушки для друзей и гитаристов, в основном в Швеции и за ее пределами.Однако в последнее время это стало немного утомительно, поэтому, чтобы облегчить нагрузку, я решил поделиться этим модом с публикой. Большая часть информации, конечно, уже опубликована на других страницах модов вау, но вот точные значения, которые я использую для своих модов вау.


Педаль

Я начинаю с обычного Dunlop GCB-95 Crybaby, но могу также работать с вау JH-1 Jimi Hendrix (как старыми, так и новой «фирменной» моделью), вау Zakk Wylde или GCB-100 (старый бас вау с механическим переключателем).Однако в них вам нужно будет заменить конденсатор развертки. В принципе, любой вау Dunlop с печатной платой GCB-95 (версии F или выше) будет работать.


Модификации

Первую часть мода не нужно повторять, так как это основной мод истинного обхода, как описано в другом сообщении на этом сайте. Я всегда удаляю буферную ступень, так что сделайте то же самое и с вашей 🙂

Тогда есть модификации схем. Я вношу три основных изменения (четыре, если педаль — одна из упомянутых ранее).Расположение компонентов отмечено на картинке (щелкните, чтобы увеличить).

  • Замените «резистор усиления» 390 Ом на 330 Ом.
  • Замените резистор 1,5 кОм «Mid / Q» на резистор 1,7 или 1,8 кОм.
  • Замените резистор 33 кОм параллельно индуктивности на 68 кОм (так называемый «вокальный мод»). Это имеет небольшое значение, но новое значение подходит для винтажного Vox, поэтому я обычно использую этот мод даже в этом случае.
  • Если значение «sweep cap» не соответствует стандартному значению 0,01 мкФ (103) — например, вау JH-1 имеет значение 0.022uF (223) здесь вместо — замените.

Теперь я предпочитаю использовать подстроечные регуляторы для трех замен резисторов, поскольку они позволяют мне точно настроить реакцию педали на конкретную установку. Но я всегда устанавливаю их на вышеупомянутые значения в качестве отправной точки. И я обнаружил, что редко прикасаюсь к ним … Так что, скорее всего, вам подойдут резисторы с фиксированным номиналом. Если вы хотите использовать тримпоты, вот те, которые вам пригодятся. Все подстроечные головки имеют горизонтальный размер 10 мм и имеют следующие значения:

  • Усиление / низкие частоты: 470 Ом.Закрепите ножку против часовой стрелки (оставив на месте только центральную и правую ножки), чтобы значение триммера уменьшалось при повороте по часовой стрелке.
  • Mid / Q: 4,7 кОм. Здесь вместо этого мы обрезаем ногу CW, увеличивая значение по мере того, как вы ее увеличиваете.

Обратите внимание, что транзистор должен быть установлен, чтобы освободить место для подстроечного резистора усиления / низких частот, и что подстроечный резистор mid / Q необходимо установить лицом, противоположным другим (опять же, чтобы он соответствовал отверстиям компонентов) . Кроме того, на рисунке справа входной резистор 68 кОм был заменен подстроечным резистором (на этот раз 100 кОм).Он настроен так же, как и регулятор усиления / низких частот, поэтому его значение также уменьшается при его увеличении. Но я обнаружил, что редко меняю его из стартовой позиции 68K, так что подбирать такую ​​не очень важно.

Наконец, я также регулирую механический диапазон поворота педали (как описано здесь). Исходя из исходного положения (при условии, что он не менялся с тех пор, как покинул завод), я обычно заканчиваю тем, что поднимаю горшок на одну ступеньку выше. Я всегда сначала проверяю его через усилитель, чтобы понять, действительно ли мне это нужно.И я также проверяю после этого изменения, чтобы убедиться, что я не зашел слишком далеко 🙂


Список запчастей

Для истинного обходного режима вам необходимо:

  • Качественный переключатель DPDT (рекомендуется Carling 316PP)
  • Монтажный провод

Затем компоненты:

  • Резисторы 1/4 Вт (или 0,6 Вт) (углеродная пленка или металлическая пленка) со следующими значениями: 330 Ом, 1,7 — 1,8 кОм, 68 К.
  • Пленочный конденсатор 0,01 мкФ (103). Напряжение не имеет значения, но убедитесь, что ножки конденсатора подходят к пространству между отверстиями в печатной плате (подойдет обычный интервал 5 мм).Примечание: t его деталь нужна только в том случае, если у вас JH-1 или другая модель с меньшим диапазоном. Для обычного GCB-95 это не нужно.

Если вы хотите использовать подстроечные резисторы вместо постоянных резисторов, вам необходимо:

  • Подстроечные резисторы горизонтального типа 10 мм, со следующими значениями: 470 Ом, 4,7 кОм (100 кОм для подстроечного резистора входного усиления, если вы хотите его установить).

Добавление светодиода в GCB-95 Crybaby

модификаций Wah

модификаций Wah
Модификации GM Arts Wah

Вот некоторые изменения, которые я внес в стандартную схему педали квакушки еще в 80-х.Вы по-прежнему можете получить настоящий стандартный звук, но, кроме того, вы получите:

  • A Регулятор Resonance , чтобы сделать квакушку резче или шире
  • A Переключатель частоты для выбора различных диапазонов частот
  • Истинный байпас при отключении от цепи

Несколько разочаровывает то, что педаль, выпущенная в 1997 году, рекламирует эти функции как своего рода прорыв. Я уверен, что это физически и электронно очень хорошая педаль, но, возможно, я пропустил свое призвание 10 лет назад!

Вот изменения:

Ваша схема квакушки будет похожа на схему выше, хотя некоторые значения компонентов могут отличаться.Необходимо внести следующие изменения:

  • Замените резистор 33 кОм на катушке резистором 10 кОм, включенным последовательно с линейным потенциометром 50 кОм. Когда горшок находится в центре, восстанавливается стандартное значение.
  • Переключите конденсаторы разного номинала на стандартное значение 0,01 на одном конце катушки. Увеличение этого значения в 4 раза уменьшает частотный диапазон в 2 раза. В схеме есть несколько рекомендуемых значений для 5-позиционного переключателя, центральное положение которого является стандартным.Резисторы 1M предотвращают громкий хлопок при повороте переключателя.
  • Замените педальный переключатель SPDT переключателем DPDT и подключите его, как указано выше, для настоящего переключателя байпаса. Обратите внимание на добавление резистора 1 МОм на входном переключателе.

Вот как я это сделал:

Правильный способ сделать это — использовать небольшую дополнительную плату для размещения новых компонентов, надежно закрепленную внутри корпуса и аккуратно и аккуратно подключенную. К сожалению, я ничего из этого не сделал, но он работал надежно, и если он не сломался…

Я использовал горшок для контроля резонанса, установленный прямо перед розеткой на боковой стороне корпуса, и я использовал трехпозиционный мини-переключатель ON-ON-ON (они могут быть подключены как однополюсный трехпозиционный переключатель) для три частотных диапазона. Этот переключатель небольшой и помещается за розеткой. Вы можете использовать поворотный переключатель, но, конечно, вы должны быть уверены, что он помещается в корпус.

Я подключил резистор 1M непосредственно к печатной плате и * осторожно * удалил конденсатор 0,01 мкФ и резистор 33 кОм, подключив резистор 10 кОм, припаянный только с одного конца.Это действительно довольно жалко, но с учетом того, что все оно закрыто, было надежным.

Столь же убогие резисторы 1M расположены на задней панели переключателя, причем 3 конденсатора подключены к одному концу переключателя, а все подключены вместе на другом конце. При использовании заглушек с сплошными проводами это действительно довольно надежно, но выглядит не очень хорошо и не пройдет серьезную проверку качества.

Тем не менее, это ножная педаль, и она все еще работает. Должен признать, что, несмотря на эту новую гибкость, 95% времени я использую стандартные настройки.

Общая стоимость: до 20 австралийских долларов!

Вернуться на главную страницу GM Arts

Комплект резисторов

, инструкция

Прежде чем вы начнете менять педаль, имейте в виду, что вы пытаетесь добиться наилучшего звучания для себя. Вносите каждое изменение одно за другим, слушайте, как оно меняет звук квакушки, и посмотрите, понравится ли вам это. Когда я работаю на педали, я пытаюсь сбалансировать усиление, высокие, средние и низкие частоты. Так что каждый из них звучит прямо мне на ухо. Не думайте, что чем больше, тем лучше, вам не нужно «увеличивать до одиннадцати», пытаться сбалансировать тон по своему вкусу.Я обнаружил, что эти значения являются хорошей отправной точкой и ни в коем случае не являются последним словом о том, что может или не может дать вам «идеальный тон», а просто способ начать слушать.

Также легко взять штатную педаль вау и превратить ее в беспорядок, изменив значения. Пожалуйста, не торопитесь и следите за тем, что вы делаете, на случай, если вам нужно будет вернуться к началу.

Эти модификации резисторов не являются обязательными. Я рекомендую заменить резистор 68 кОм, если вы добавляете настоящий обходной переключатель, это поможет вам сохранить более равномерный уровень громкости, когда педаль переключается между выключенным и включенным режимом.

Входной мод:

Это стандартный резистор 68 кОм. Я предлагаю этот мод всем, кто устанавливает переключатель True Bypass. Установите здесь резистор 57 кОм. Это поможет сохранить более равномерный уровень громкости между включением и выключением.

Вокальный модуль:

Это стандартный резистор 33 кОм. Я предлагаю резистор 100 кОм в этом месте, вы можете поочередно использовать резистор 68 кОм и использовать тот, который вы вынули, вместо 57 кОм. Вы можете поэкспериментировать с диапазонами от 33К до 100К.

Басовый мод:

Стандартный резистор составляет 390 Ом, некоторые педали имеют сопротивление 470 или 510 Ом.

Установите в этом месте резистор 330 Ом.

Уменьшая это значение, вы увеличиваете усиление и понижаете частоты.

Чем выше, тем ярче звук педали.

Среднечастотный диапазон:

Стандартный резистор 1 кОм (1,5 кОм) замените его резистором 2 кОм, это позволит выделить средние частоты, а также создать более равномерный переход к более низким частотам.

Имитация педали вау-вау Dunlop Crybaby в LTSpice

Dunlop CryBaby — это вечная педаль эффектов. Джими Хендрикс, Эрик Клэптон, Дэвид Гилмор и множество других рок-музыкантов начали популяризировать эффект квакушки в середине 60-х, и почти каждый рок-гитарист в тот или иной момент играл с ними. Похоже, что в следующий раз лучше всего взглянуть на LTSpice.

Если вы хотите следить за происходящим дома, я разместил файл LTSpice на GitHub для вашего личного пользования.Найдите ошибки? Хотите отправлять моды? Не стесняйтесь отправить запрос на перенос.

Примечание (22.10.2020): Если у вас не было возможности ознакомиться с описаниями других педалей, которые я проанализировал, они доступны здесь:

Это первый дизайн I ‘ я проанализировал без операционных усилителей. Прохладный! Слабые активные компоненты, но тяжелые трюки со схемами.

Больше всего волнений в Dunlop CryBaby вызывает раздел «Активный фильтр + выход», но мы также рассмотрим сегменты «Ввод» и «Последователь обратной связи».(Питание очень простое — несколько конденсаторов и стабилитрон для фиксации обратного напряжения в случае, если аккумулятор случайно подключается в обратном направлении. Это существенно не влияет ни на один из обсуждаемых нами аудиофайлов.)

Это в этом нет ничего особенного — просто высокоомный последователь BJT. Это образует красивый и дешевый буфер для перенаправления входного сигнала в нисходящие компоненты.

Первый квартал на самом деле сильно смещен. Судя по моим ограниченным исследованиям, это довольно редко встречается в гитарных педалях.По-видимому, продавцы-лоты, которые хотят сэкономить несколько долей цента на резисторе. Это и тот факт, что аудиоэлектроника — довольно небольшое сообщество. Множество дизайнеров перескакивают из одной компании в другую, и разумное количество копий дизайнов других компаний.

В конце концов, паршивая предвзятость — не такая уж большая проблема. Это просто аудио. Это не медицинское оборудование и не важная инфраструктура. В худшем случае смещение — отстой, и чья-то педаль умирает.

Q2 — стандартный усилитель с общим эмиттером. Он также обеспечивает смещение для Q3, усилителя обратной связи ниже по потоку, через R11.

L1 и C11 образуют резонансный резервуар. Эта схема резервуара LC подчеркивает различные частоты в зависимости от настройки потенциометра (R14 + R12), который изменяет обратную связь в резервуаре. (Подробнее о цепи обратной связи Q3 через минуту.)

Это влияет на затухание, а также на резонансную частоту резонансного резервуара. Легче всего увидеть во временной области; простая ступенчатая характеристика показывает, что для Rtone = 100 Ом получается слегка недемпфированная цепь с резонансом ~ 2.1 кГц.

Crank Rtone до 100 кОм (т. Е. Закорачивает путь обратной связи к выходу), и вы получаете сильно ослабленную цепь с резонансом на ~ 430 Гц.

Повторитель обратной связи — это просто еще один повторитель эмиттера, как и входной каскад. В отличие от входного каскада, он имеет на входе потенциометр, служащий регулируемым аттенюатором.

Rtone на самом деле контролирует две вещи:

  • , сколько тока подается обратно в резервуар LC в стадии активного фильтра, и
  • , какие частоты возвращаются в каскад LC.

Rtone и C8 образуют очень простой RC-фильтр, который определяет, какой диапазон частот возвращается. Когда потенциометр установлен на 100 кОм, Vfb_in замыкается на Vout, и вы подаете незатухающий сигнал обратно в резервуар LC без подавления значимых гитарных частот: \ [R12 || C8 = (100k \ Omega) || (0,22 мкФ) = 7,2 [Гц] \]

И наоборот, когда потенциометр начинает замыкать Vfb_in на GND, вы ничего не подаете обратно в резервуар. Полоса пропускания RC перемещается вниз, при этом большая часть тока шунтируется на землю вместо C8: \ [R12 || C8 = (100 \ Omega) || (0.22 мкФ) = 7200 [Гц] \]

Вы можете увидеть это, построив график Vfb_in против Vout для развертки значений Rtone по частотам:

Без компонента обратной связи Q2 в основном представляет собой активный фильтр верхних частот. Элемент обратной связи, образованный Rtone, C8 и Q3, представляет собой регулируемый фильтр нижних частот. Добавление обратной связи смешивает этот элемент нижних частот с фильтром верхних частот, образуя активный полосовой фильтр .

Чистый эффект этого красивого движущегося центрального пика в амплитудной характеристике педали вау, позволяющий акцентировать любые сигналы в диапазоне от 500 Гц до 2 кГц:

Фаза построения графика с таким количеством компонентов развертки — это своего рода зрительный осмотр, но он показывает довольно полезное следствие для понимания эффекта Вау на концептуальном уровне:

Обратите внимание, что пик каждой выходной величины на графике хорошо совпадает с фазовой дельтой 180 градусов входного сигнала.Это не случайность — на самом деле, в этом суть того, что делает эта педаль. Ступень обратной связи представляет собой простой эмиттерный повторитель. Эмиттерный повторитель инвертирует любой подаваемый сигнал, оставляя на выходе сигнал, смещенный на 180 градусов. Этот смещенный сигнал в данном случае возвращается на вход через резонансный резервуар. Если вы разрабатывали какой-либо генератор, этот 180-градусный критерий покажется знакомым:

  • возьмите усилитель с высоким коэффициентом усиления,
  • сместите его выход на 180 градусов от входа,
  • и подайте выход обратно на вход,

… и у вас есть осциллятор! Это та же идея, что и CryBaby.По сути, это грубая настройка генератора по напряжению, но без почти бесконечного усиления. Вы эффективно выбираете частоту настройки генератора, контролируя, сколько тока возвращается в резервуар LC.

ElectroSmash, конечно же, является отличным справочником по всем гитарным педалям, и их анализ вау не является исключением.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.