Pédale d'overdrive à batterie DIY pour effets de guitare : 5 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Pour l'amour de la musique ou pour l'amour de l'électronique, le but de ce Instructable est de montrer à quel point le SLG88104V Rail à Rail I/O 375nA Quad OpAmp avec ses avancées de faible puissance et basse tension peut être pour révolutionner les circuits d'overdrive.

Les conceptions d'overdrive typiques sur le marché aujourd'hui fonctionnent à 9V. Cependant, comme expliqué ici, nous avons pu obtenir un overdrive extrêmement économique dans sa consommation d'énergie et fonctionnant sur un VDD si faible qu'il ne peut fonctionner qu'avec deux piles AA à trois volts pendant de longues périodes et une durée de vie extrêmement longue. Pour préserver davantage les batteries laissées dans l'unité, un interrupteur mécanique de désengagement est utilisé en standard. De plus, comme l'encombrement du SLG88104V est petit avec une quantité minimale de piles utilisées, une petite pédale légère peut être fabriquée si vous le souhaitez. Tout cela combiné à des effets sonores sympathiques en fait un design overdrive de premier plan.

Les guitares amplifiées sont apparues au début des années 30. Cependant, à cette époque, les premiers artistes s'efforçaient d'obtenir des sons clairs de type orchestre. Dans les années 40, DeArmond fabriquait le premier effet autonome au monde. Mais à cette époque, les amplificateurs étaient à lampes et encombrants. Au cours des années 40 et jusqu'aux années 50, même si les sons clairs étaient répandus, les individus et les groupes compétitifs augmentaient fréquemment le volume de leurs amplis jusqu'au statut overdrive et le son de distorsion est devenu de plus en plus populaire. Dans les années 60, les amplificateurs à transistors ont commencé à être fabriqués avec le Vox T-60, en 1964 et à la même époque pour préserver davantage le son de distorsion qui était très recherché à l'époque où le premier effet de distorsion était né.

Étape 1: Prérequis

Le traitement analogique ou numérique des signaux musicaux peut fournir de nouveaux effets, et les effets d'overdrive actifs recréent les effets d'écrêtage saturés de ces premiers amplis à lampes.

Généralement indésirable et minimisé en termes d'amplification, l'inverse est vrai en termes d'effet. L'écrêtage produit des fréquences qui ne sont pas présentes dans le son d'origine et qui auraient pu être en partie la raison de son attrait au début. Un écrêtage fort et presque carré produit des sons très hachés qui ne sont pas harmoniques par rapport à son ton parent, tandis qu'un écrêtage doux produit des harmoniques et donc généralement le son produit dépend de la quantité d'écrêtage et d'épuisement avec la fréquence. C'est la ferme conviction de cet auteur que la qualité d'une pédale d'overdrive dépend de sa proportion de tonalités harmoniques et inharmoniques dans toute sa gamme et de sa capacité à préserver les tonalités harmoniques à des amplifications plus élevées.

Étape 2: Aperçu

Ci-dessus, un aperçu d'un circuit proposé, dont le but est de préserver les signaux existants et de produire ces sons saturés. L'utilisation du SLG88104V permet une pédale Overdrive fonctionnant sur 3 V en utilisant deux piles AA qui sont beaucoup plus largement disponibles et moins chères à l'achat que les piles 9 V PP3. Si vous le souhaitez, des piles AAA peuvent être utilisées à la place, bien que la capacité supplémentaire de l'AA le rende plus que convenable. De plus, le circuit pourra fonctionner sur 4,5 V (ligne médiane 1,5 V +3 V) ou 6 V (ligne médiane 3 V +3 V) si vous le souhaitez, bien que ce ne soit pas nécessaire.

Amplification de fréquence sélective - modification importante pour réaliser une amplification à des tensions plus basses.

Étape 3: Explication et théorie

Nous avons choisi d'utiliser la topologie non inverseuse de l'amplificateur comme base pour les étages de gain en raison de sa haute impédance d'entrée et de sa facilité d'adaptation pour la sélection de fréquence.

Voir Formule 1.

Comme nous l'avons vu, le gain dans cette configuration est uniquement conditionné au retour d'expérience. Si nous convertissons cela en topologie passe-haut, le gain dépendra de la rétroaction et des fréquences d'entrée selon certains arrangements d'overdrive. En outre, si le circuit de retour de filtre est doublé, alors la topologie appliquera une plage de gains de réponse à l'entrée, puis un autre ensemble différent de gains de réponse.

Cette configuration peut servir à la fois à clarifier la conception et à permettre une amplification plus directionnelle/sélective en fréquence. Vous trouverez ci-dessous le schéma d'un tel arrangement avec des formules produisant des conclusions intéressantes. Cette topologie est un point crucial sur lequel s'appuie le circuit d'overdrive final qui l'intégrera plusieurs fois en tant que noyau principal pour maintenir un modèle fonctionnel.

Pour voir les choses un peu plus simplement, pour une certaine fréquence f nous utilisons la Formule 2 et la Formule 3.

L'équation réelle pour Again à une fréquence particulière f est donc la formule 4 qui se décompose davantage pour produire une formule finale 5.

Comme il est évident, cela est analogue à l'addition des équations simplifiées ci-dessus, à l'exception du gain unitaire inhérent de l'amplificateur qui est constant. En résumé, le gain de réponse en fréquence de chaque branche de topologie de rétroaction passe-haut est composé.

Le but de tels arrangements est d'obtenir une amplification plus uniforme du signal d'entrée sur la gamme de fréquences afin qu'à des fréquences plus élevées où le gain de l'amplificateur opérationnel est réduit, nous puissions introduire plus de gain. À basse tension, le son peut être préservé à travers ces basses fréquences même si la marge n'est pas très élevée.

Étape 4: schéma de circuit

Étape 5: Circuit expliqué

Le SLG88103/4V intègre une protection d'entrée innée pour éviter les surtensions à ses entrées. Des diodes de protection supplémentaires ont été ajoutées à l'étape initiale de l'entrée overdrive pour une conception plus robuste.

L'amplification de premier étage agit comme un tampon à haute impédance de premier étage et amplifie initialement pour préparer l'étage d'overdrive. Le gain est d'environ deux bien qu'il varie avec la fréquence. A ce stade, il faut veiller à ce que l'amplification reste faible, car toute amplification à ce stade est multipliée dans l'amplification overdrive.

Suite à l'étape d'overdrive, où le signal subira des gains importants, l'amplification sélective en fréquence garantit à nouveau que les fréquences les plus élevées obtiennent ce boost pour une amplification plus cohérente, et consécutivement nous induisons un écrêtage à l'aide de deux diodes en mode conducteur direct. Un simple filtre passe-bas forme la tonalité, ce qui conduit à un simple potentiomètre de volume et à un tampon pour piloter la sortie.

Seuls trois des amplificateurs opérationnels embarqués sont utilisés, et le dernier restant est câblé de manière appropriée conformément à la « configuration appropriée pour les amplificateurs opérationnels inutilisés ». Si vous le souhaitez, 2 x SLG88103V peuvent être utilisés à la place du seul SLG88104V.

Une diode électroluminescente de faible puissance indique un état activé. L'importance qu'il s'agisse d'une version basse consommation ne peut être sous-estimée en raison des faibles courants de repos et de la puissance de fonctionnement du SLG88104V. La principale consommation d'énergie du circuit sera le voyant d'alimentation LED.

En fait, en raison du courant de repos extrêmement faible de 375 nA, la consommation électrique du SLG88104V est très faible. La majorité de la perte de puissance est due aux condensateurs passe-bas de découplage et à la résistance émetteur-suiveur. Si nous mesurons la consommation de courant du courant de repos du circuit complet, il s'avère qu'il n'est que d'environ 20 µA, augmentant jusqu'à un maximum d'environ 90 µA lorsque la guitare est en action. C'est très faible par rapport aux 2 mA consommés par la LED et c'est la raison pour laquelle l'utilisation d'une LED de faible puissance est impérative. Nous pouvons estimer la durée de vie moyenne d'une seule pile alcaline AA pour passer de pleine à 1 V est d'environ 2000 mAh* à un taux de décharge de 100 mA. Une nouvelle paire de batteries décentes produisant 3 V devrait alors pouvoir fournir plus de 4000 mAh. Avec la LED en place, notre circuit mesure une consommation de 1,75 mA à partir de laquelle nous pouvons estimer plus de 2285 heures ou 95 jours d'utilisation continue. Parce que les overdrives sont des circuits actifs, notre overdrive peut produire "un sacré coup de pied" à une utilisation de courant minimale. En remarque, deux piles AAA devraient durer environ la moitié du temps de l'AA.

Vous trouverez ci-dessous le modèle de fonctionnement de ce circuit d'overdrive. Évidemment, comme pour toute pédale, l'utilisateur doit ajuster les réglages pour trouver le son qui lui convient le mieux. Tourner les médiums et les graves de l'ampli plus haut que les aigus semblait nous donner des sons d'overdrive vraiment cool (car les aigus étaient plus durs). Il ressemblait alors au type de son plus chaud à l'ancienne.

En raison du petit boîtier du SLG88104V et de sa très faible consommation d'énergie, nous avons réussi à obtenir une pédale d'overdrive à faible consommation, moins encombrante et fonctionnant avec seulement deux piles de type crayon pendant une grande période de temps.

Les piles AA sont plus facilement disponibles et il est possible qu'elles ne soient pas changées pendant toute la durée de vie d'une unité de travail, ce qui la rend extrêmement facile à entretenir et écologique. De plus, il peut être construit avec un petit nombre de composants externes, il peut donc être peu coûteux, facile à fabriquer et, comme indiqué précédemment, léger.

* Source: Fiche technique Energizer E91 (voir graphique à barres), powerstream.com

Conclusion

Dans ce Instructable, nous avons construit une pédale d'overdrive basse tension basse puissance.

En plus de gérer le traitement analogique pour les circuits intégrés de signaux mixtes de GreenPAK et d'autres semi-conducteurs numériques, les amplificateurs de tension basse tension rail à rail de GreenPAK se sont avérés utiles dans les circuits de surmultiplication. Ils sont autonomes dans de nombreuses autres applications et particulièrement avantageux dans les applications sensibles à la puissance.

De plus, si vous êtes suffisamment intéressé par les circuits pour programmer vos propres conceptions de circuits intégrés, n'hésitez pas à télécharger notre logiciel GreenPAK utile pour de telles conceptions ou simplement consulter les fichiers de conception GreenPAK déjà terminés disponibles sur notre page Web. L'ingénierie peut être encore plus facile, tout ce que vous avez à faire est de brancher le kit de développement GreenPAK à votre ordinateur et de lancer le programme pour créer votre circuit intégré personnalisé.