Педаль реверберации своими руками

Делаем педаль реверберации с применением микросхем PT2399 (часть 1)

Вступление

Реальная реверберация происходит в рабочей камере, когда генерируемый звук отражается от стен, мебели, людей или любого другого объекта в сложном трехмерном пространстве. Естественный процесс реверберации показан на рисунке 1.

Рисунок 1. Реверберация в реальной ситуации

В старые добрые времена единственный способ воспроизвести эффект реверберации — использовать реальную реверберационную камеру — большую комнату со сложной геометрией и тщательно отобранным материалом для стен, с установкой громкоговорителей и микрофона в определенных местах внутри камеры. Первая попытка имитировать реверберацию в помещении без реальной реверберационной камеры осуществлялась с помощью реверберационного резервуара с пружиной (см. ссылку [1]). Основная конструкция пружинного ревербератора показана на рисунке 2.

Рисунок 2. Конструкция резервуара с пружинной реверберацией

Аудиосигнал возбуждает входную катушку, которая передает механические вибрации ближайшему концу пружины, а затем — её дальнему концу, и возвращается назад с уменьшающейся амплитудой. Сложные волны, как поперечные, так и продольные, генерируются внутри пружины. Высокочастотные и низкочастотные волны движутся по пружине с различной скоростью, а пружинные соединения добавляют отражения. Для получения различных по длительности временных задержек используют пружины различных типов: толщина и тип металла, количество витков, диаметр пружины. Искусственно реверберированный звук, создаваемый пружиной, затем улавливается выходной катушкой и возвращается в электронную схему для микширования с входным аудиосигналом и усиления.

Цифровое моделирование эффекта реверберации

Обработка эффекта реверберации была широко исследована и на взгляд автора может быть классифицирована следующим образом:

1. Воспроизведение ответа системы: этот метод рассматривает смоделированную систему как черный ящик, нас не волнует, что происходит внутри него, и мы просто измеряем выходной отклик, применяя «обработку свертки» (см. ссылку [2]). Независимо от того, является ли смоделированная система настоящим концертным залом или реальным резервуаром реверберации с пружиной или пластиной, этот метод будет очень прост в реализации, но для «обработки свертки» потребуется очень высокая вычислительная мощность.

2. Физическое моделирование: этот метод анализирует физический процесс моделируемой системы, моделирует его. Это может привести к очень реалистичному звучанию, но может потребовать значительных вычислительных затрат в зависимости от оптимизации или математического упрощения модели. Один пример моделирования пружинной реверберации приведен по ссылке [3].

3. Синтетическое моделирование: иногда автор видит, что такая модель представляет собой просто упрощенную модель приближения отклика системы методом проб и ошибок. Например, реверберацию Шредера [см. Ссылку [4]) можно настроить так, чтобы она имитировала реверберацию зала среднего размера, установив для некоторого параметра определенные значения.

Реализация эффекта реверберации в электронной схеме: сеть с задержкой и настроенные аналоговые резонаторы

Когда мы анализируем явление реверберации как сложную картину эха, мы можем интуитивно построить такую ​​схему эффекта реверберации, используя сеть линий задержки. С другой стороны, если мы проанализируем явление реверберации как непрерывный резонанс, мы можем подумать, что для создания такого эффекта можно использовать несколько параллельных аналоговых резонаторов, которые настроены на разные частоты. Автор думал об этом в течение многих лет. Пожалуйста, дайте знать автору в комментариях, если уже есть схема аналоговой реверберации, которая основана на аналоговых резонаторах, чтобы автор не изобретал велосипед. На данный момент автор сосредоточился на решении с цепью линий задержки.

Цифровой чип задержки PT2399 — бюджетное решение для проекта педали реверберации DIY

Передовая технология CMOS PT2399 от Princeton приобретает все большую популярность для проектирования устройства с блоком переключаемых конденсаторов (BBD) для хранения аудиосэмплов в «аналоге» в качестве реализации аналоговой линии задержки. Блок-схема PT2399 показана на рисунке 3.

Рисунок 3. Блок-схема ИС цифровой линии задержки PT2399

Цифровая микросхема линии задержки выполнена в доступном 16-контактном DIP-корпусе. Минимальная длительность задержки составляет 30 мс, максимальная — 340 мс, а настройку задержки легко менять внешним резистором.

Блок-схема ревербератора Hamuro Spring-Room-Hall для небольшого помещения

Рисунок 4. Блок-схема ревербератора Hamuro Spring-Room-Hall

Автор создал очень простую схему реверберации, используя 5 микросхем PT2399, которая может имитировать эффект реверберации пружины в комнате. Она имеет возможность управлять временем задержки, объёмом помещения и балансом. Когда регулятор объёма комнаты установлен на минимум, он будет звучать подобно пружинной реверберации, а если он установлен на максимум, то будет получаться реверберация как в зале или соборе.

Принципиальная схема полного контура

Полная принципиальная схема находится в стадии разработки и тестирования. Базовая схема реверберации была успешно протестирована на платформе Deepstomp (DIY digital multi-effect stompbox), и будет опубликована во второй части статьи (прим. автора).

Источник

Easy Reverb

Предисловие.

Вашему вниманию предлагается проект легкого ревербератора «Easy Reverb».

В самодельных ревербераторах часто применяется такой блок задержки сигнала, как Belton BTDR-1, который содержит три микросхемы PT2399 и имеет небольшие размеры. Схема, предлагаемого вам ревербератора, построена на двух таких микросхемах, широко известных в схемотехнике данных устройств.

Первоисточником для данного проекта стал англоязычный сайт Diystompboxes, а также проект в пдф формате.

Схема.

Сигнал электромузыкального инструмента подается на входной усилитель, собранный на половине микросхемы TL072 и затем поступает на транзистор Q1,который представляет из себя электронный ключ и работает совместно с переключателем SW имеющим характеристику ON — ON.

В одном положении переключателя на базу транзистора подается отрицательное напряжение питания, закрывающее его, в другом положительное, открывая и пропуская сигнал на входы линий задержки на микросхемах U2 и U3. Так же имеется переключатель S1, который отсекает низкие частоты, оставляя только высокочастотные составляющие, прежде чем сигнал поступит на линии задержки. Одна из них имеет постоянное время задержки, а вторая функцию регулировки за счет подстроечного резистора Р2, при помощи которого можно получить звук от пустой ванной комнаты до пространственного звучания. Возможен вариант замены данного подстроечного резистора на переменный, установив его на панель корпуса, что даст возможность оперативного вмешательства в регулировку эффекта. При сборке так называемого «однорукого» варианта, оптимальное звучание ревербератора можно получить при значении подстроечного резистора Р2 порядка 17,5 кОм.

Сигнал, пройдя через U2 и U3, смешивается, немного отфильтровывается и поступает опять на вход линий задержки, тем самым достигается эффект увеличения времени задержанного сигнала. Далее, чистый и обработанные сигналы смешиваются обычным способом, подмешивание обработанного сигнала к основному происходит через переменный резистор Р1. Затем оба сигнала поступают на выходной усилительный каскад, собранный на второй половине микросхемы TL072.

Данный ревербератор можно собрать в двух вариантах, с одной или двумя ручками управления.

Печатная плата.

По сравнению с оригиналом, печатная плата была немного подправлена под размер корпуса Гаинта G0124.

В готовом варианте, плата выглядит следующим образом(показаны варианты печатных плат с одной и двумя ручками управления):

Демонстрация работы.

На предоставленном видео можно послушать как работает эффект при разных настройках.

Список элементов.

• 100 Ом — 2шт
• 1к — 2шт
• 4,7к — 3шт
• 10к — 14шт
• 15к — 1шт
• 22к — 1шт
• 100к — 1шт
• 1м — 1шт
• 10м — 1шт

• 1нФ — 3шт
• 2,2нФ — 1шт
• 10нФ — 3шт
• 22нФ — 1шт
• 100нФ — 11шт
• 10мФ(тантал) — 1шт
• 10мФ(неполярный) — 2шт
• 10мф х 16в — 7шт
• 47мФ х 16в — 4шт

• BC337(Любой NPN с высоким усилением) — 1шт

• 10k — 1шт
• 20k — 1шт(либо подстроечный, для варианта с одной ручкой управления)

• корпус G0124 — 1шт
• ручки потенциометров — 1\2шт
• гнёзда Jack — 2шт
• гнездо питания — 1шт
• кнопка ON-ON — 1шт

Так же, Вы можете скачать список деталей в виде готовой таблицы.

Источник

Пружинный ревербератор

Кому хотелось когда либо сделать что то своими руками, для себя же — так это музыкантам. Их вечные поиски интересных схем различных перегрузов, усилителей, эквалайзеров и прочего занимают кучу времени, но результаты работы шикарны. В этой статье хочу обратить внимание на довольно известный прибор, который использовали в своей жизни, наверное, почти все гитаристы – ревербератор. Но хочу подчеркнуть то, что это не электронный вариант устройства, а самый натуральный, старинный и первый – пружинный. Его звук наполнен духом винтажных блюзовых импровизаций и полон классики электрогитарного звучания. Теперь к сути дела. Ревербератор добавляет в сигнал эффект эхо, но делает это не как похожий на него delay. Последний «копирует» сигнал и «вставляет» эти копии с задержкой после основного сигнала и после предыдущей такой «вставки». Что же делает ревербератор: он пропускает сигнал через себя и не оставляя признаков чистого сигнала (зависит от конструкции ревера), выдаёт только сигнал с определёнными гармониками. Что бы понять, что это такое и в чём разница, вспомните, когда вы стоите в большом пустом помещении (например склад) и что то говорите – имеете тот самый эффект реверберации.

Итак, что бы мне перейти к принципиальной схеме, нужно сначала объяснить принцип работы сего устройства. Из названия не трудно понять, что основным компонентом будет пружина (о характеристиках разных пружин чуть позже). Пружина – упругое тело, которое может передавать механические колебания. Если мы будем воздействовать на пружину колебаниями с одного конца, то на другом конце будут те же колебания, но только слабее и немного изменённые в своей структуре. А теперь переносим этот принцип на практику. Подавая на один конец пружины колебания, к примеру, музыкальные, на другом конце будем иметь тоже самое, но с тем самым «эффектом большого пустого помещения». Теперь о тонкостях. Чем длиннее пружина, тем сильнее эффект. Чем пружина более жесткая, тем более чёткий, сильный сигнал на выходе. Также есть разница, какой внутренний диаметр у пружины, её толщина и расстояние между витками. Почему именно пружина? Ответ вполне логичен: для того, что бы получить гармоники колебания должны пройти через множество материала, грубо говоря. Это значит, что в принципе можно сделать ревербератор и с прямым куском проволоки, но эффект будет минимальным, а пружину используют потому, что в ней этой «проволоки» больше, и следовательно эффекта добиться легче. Это пока что всё что необходимо знать о пружине для того что бы сделать ревербератор. Теперь потрясу Ваше воображение (наконец то) схемой:

Схема изначально рисовалась для моих друзей из Финляндии, Швеции и Германии, поэтому в основном на английском языке.

Как можно видеть из неё, тут использованы такие компоненты:

1. Источник сигнала (у меня это была гитара, потому что делал для гитары, но может быть что угодно)
2. Усилитель (AMP)
3. Динамик с прикреплённым к нему одним концом пружины
4. Динамик с прикреплённым к нему вторым концом пружины
5. Клеммы входа, выхода, заземление

Итак, разбираем этот список в подробностях. Первым у нас идёт источник сигнала. Это может быть любое что то, что выдаёт звуковой сигнал. Не важно, гитара, микрофон, плеер или ещё что. Далее видим, что этот сигнал поступает на усилитель. Этот компонент для экономии времени можете купить в магазине, НО тут можно схитрить. Если пойдёте тем же путём что и я, то купите в любом магазине маленькие колонки типа этих:

Их мощность 2 – 5 Ват, и этого вам хватит, но вся соль в том, что это уже готовый усилитель который нам абсолютно подходит и 2 динамика, необходимых нам для ревербератора! Короче говоря – почти весь набор компонентов сразу и за небольшие деньги. Но если у вас есть готовый свободный усилитель и 2 динамика – можете использовать их.

Итак, как можно было понять, сигнал поступает на усилитель, проходя через него становиться довольно мощным для того, что бы передать свои колебания пружине. Выход усилителя идёт на динамик с прикреплённым к нему одним концом пружины. Таким образом, на пружину поступают механические колебания сигнала от динамика. Мы преобразуем, фактически, электронный сигнал в механический через динамик. Далее, сигнал проходит в механическом виде через плотное, колеблющееся тело – пружину. На втором конце её прикреплён второй динамик, который служит «приёмником» механических колебаний и преобразователем их обратно в электрический. И вот он момент истины – на выходе у нас уже не просто сигнал, а пропущенный через плотное тело, имитирующее прохождение звуковых волн через большое пространство. Теория ясна и теперь можно вдаваться в технические подробности. Сперва хочу показать то, как нам стоит собрать шасси для нашей конструкции. Не будем ходить далеко и придумывать нечто заумное. Для нашего проекта нам нужна прочная основа в виде перевёрнутой «П», смотрим:

Вы можете видеть, что для шасси использовано 3 основных компонента: несущая планка, уголок один и уголок второй. Всё это вместе скручивается винтами. Где взять эти вещи? В любом строительном супермаркете, магазине есть отдел с такими вещами. Они предназначены изначально для скручивания деревянных конструкций, есть очень разных размеров, форм. Сделаны из метала – и это хорошо. В этой области Вам предоставляется огромный выбор для полёта фантазии. На втором рисунке представлены такие детали.

Основа для нашего ревербератора готова. Теперь, на следующем этапе нашей работы, приступаем к монтированию пружины и динамиков. Пружину я использовал самодельную. Навивал её из медного провода толщиной 1мм на диаметр приблизительно 2 см. В длину пружина была около 25 см уже в натянутом, установленном состоянии. Крепится пружина своими концами к уголками. Она должна быть натянута очень хорошо и не провисать! Иначе, теряется упругость и эффекта может не быть вовсе. Пробуйте разные пружины, из разных металлов, что бы достичь максимальной упругости. Также хочу заметить то, что разные металлы звучат здесь по-разному. Медь имеет довольно мягкое звучание за счёт того, что она довольно мягкая. Недостатком её есть то, что в силу этой же мягкости, сила сигнала на выходе довольно маленькая, и может понадобиться еще один предварительный усилитель на выходе, что бы поднять амплитуду сигнала. Сталь, например, имеет абсолютно характерный металлический звон, призвук. Сигнал со стали довольно чёткий и мощный. Именно стальные пружины используются в заводских моделях пружинных ревербераторов.

Если Вы читали внимательно, то наверняка заметили, что в первый раз я сказал «динамики с прикреплёнными к ним концами пружины» а во второй раз «концы пружины крепим к уголкам» — замешательство, не так ли? Вовсе нет. Пролью немного света на эту дилемму. Смотрим на рисунок:

Тут видно, что на нашем шасси нужно закрепить оба динамика по разные стороны. Между уголков натянуть пружины, закрепив её концы как Вам будет удобно: либо скотчем, либо изолентой, либо же прикрутить (всё зависит от пружины). От динамиков идут провода к выходу усилителя и к выходу с нашего ревербератора (или через предварительный усилитель, если нужно). Имея такую конструкцию переходим дальше, и смотрим как же нам передать механические колебания динамика, пружине. Иными словами, как соединить динамики с пружиной:

Динамик крепиться с пружиной через кусок проволоки или чего-либо другого, достаточно твёрдого. Одним концом эта «палочка» приклеивается к динамику в его середине, а другим к перпендикулярному месту на пружине. Клей «Момент» отлично всё держит и достаточно быстро сохнет. Заметьте, что динамик должен быть надёжно и неподвижно закреплён на шасси, иначе перпендикулярность нарушается и колебания приобретают другой вектор, что влечёт потерю силы сигнала на выходе. Всё должно быть ровно и перпендикулярно. Таким образом, динамик колеблясь, передаёт эту механическую энергию пружине, на другом конце которой установлен второй динамик-приёмник. Он крепиться к пружине таким же образом.

Существует много разных способов прикрепить пружину к динамику. Я предлагаю Вам этот, как самый практичный, лёгкий и надёжный. Ниже представлено несколько фотографий на разных этапах постройки.

Это самая первая экспериментальная модель с креплением пружины прямо к излучателям. Она была не эффективной, пружина провисала и в месте крепления неплотно прилегала к диффузорам. Усилитель из настольных колонок «мыльниц», которые я советовал Вам использовать.

А вот вторая фотография – окончательный вариант моего пружинного ревербератора. Тут в шасси использованы уголки и прямые планки, которые я советовал Вам. В корпусе под шасси находиться усилитель, гнёзда входа-выхода, гнездо питания усилителя. Ручка которую вы видите на передней панели – регулятор на 100К. Он регулирует соотношение чистого звука и звука с эффектом на выходе. Иными словами % чистого звука и с эффектом. Как динамик-передатчик использован динамик из таких же колонок – мыльниц, 4 Вата и 8 Ом сопротивления. Как динамик-приёмник взят динамичек из трубки телефона. Его характеристик я к сожалению не помню. Ниже хочу представить видеозапись, сделанную мной для презентации работы готового устройства. В этом видео вы увидите окончательную модель пружинного ревербератора, изображенную на последней фотографии.

В самом конце обо мне: эту конструкцию я ни откуда не брал, придумывал сам. По началу искал готовые схемы, но таких в интернете 1 -2, поэтому и решил написать свою статью. Надеюсь она поможет тем, кто хочет себе пружинный ревербератор.

Источник