Детали карданного подвеса ножной педали

Используя основной принцип построения кар­данного подвеса, конфигурацию деталей, их разме­ры и материал можно изменять в зависимости от возможностей конструктора.

Темброблок смонтирован на двух печатных пла­тах. На одной плате собраны все функциональные узлы (ее чертеж приведен на рис. 5). На другой — диоды выпрямительного моста, конденсаторы филь­тра и стабилизатор напряжения на транзисторе 775. Все провода от основной платы связаны в жгут.

Трансформатор Tpl блока питания выполнен на магнитопроводе Ш16х18. Сетевая обмотка содер­жит 4500 витков (отвод от 2600) провода ПЭВ-2 0,13, вторичная обмотка — 410 витков провода ПЭВ-2 0,31.

Катушка L1 корректирующего фильтра намота­на на кольце К12Х7Х5 из феррита 2000ММ и име­ет 150 витков провода ПЭЛШО 0,12. Ее можно на­мотать и без магнитопровода, на любом каркасе, но это потребует измерения индуктивности, которая должна быть равна 0,25 Г.

Печатная плата функциональных узлов темброблока

Катушки генератора ВЧ L2, L3 намотаны на кар­касе, помещенном в горшкообразный сердечник от контура ПЧ транзисторного приемника «Сокол». Число витков: L2 — 30, провода ПЭВ-2 0,15, L3 — 20 + 20, провода ПЭВ-2 0,15.

В конструкции применены резисторы МЛТ-0,125, конденсаторы КЛС, МБМ, К50-3. Транзисторы КТ315 могут быть заменены транзисторами типов КТ301, КТ312, КТ342 с любым буквенным индексом. Конденсаторы переменной емкости С31 и С34 фир­мы «Тесла» могут быть заменены на любые другие конденсаторы от карманных радиоприемников.

Налаживание темброблока начинают с установ­ки конденсаторов переменной емкости датчиков в среднее положение. Подбором емкостей конденса­торов СЗЗ и СЗО в точках соединения добиваются нулевого напряжения. Если это не удается, необхо­димо заменить диоды.

Генератор ВЧ налаживания практически не требует. Если он не возбуждается, следует поменять местами выводы катушки L2. Частота генератора некритична и выбирается в пределах от 1 до 1,5 МГц. Снижать ее ниже 1 МГц не рекомендуется из-за снижения крутизны преобразования диодно-емкостного моста.

Каскады усилителя с непосредственной связью иногда требуют подбора резистора отрицательной обратной связи. Этот резистор подбирают так, что­бы на нагрузке последнего каскада была половина напряжения питания.

ПЕДАЛЬ С ТЕМБРОБЛОКОМ

При исполнении музыкальных произведений на электромузыкальных инструментах все большее вни­мание уделяется возможностям получения различ­ных тембровых окрасок, изменяющих частотный спектр сигнала. Возможности исполнителя возрас­тают, если у него имеются ножные педали, позволя­ющие производить как амплитудное, так и частот­ное изменение звука в процессе игры. Однако если для получения каждого из многочисленных эффек­тов использовать свою самостоятельную педаль, об­разуется целая ножная клавиатура.

В предлагаемой конструкции сделана попытка объединить несколько функций в одной педали, ис­пользуя ее движение вверх-вниз и поворот в гори­зонтальной плоскости.

Для регулировки громкости и управления «ква­кушкой» используется напряжение, получаемое с двух датчиков, установленных в осях карданного подвеса ножной педали. Громкость регулируют, по­ворачивая педаль в горизонтальной плоскости, «ква­кушкой» управляют, нажимая или отпуская ее.

Структурная схема темброблока

Надо сказать, что электронный регулятор гром­кости на полевом транзисторе обеспечивает глубину регулирования 25 дБ. Частота обратной связи «ква­кушки» перестаривается от 0,3 до 3,5 кГц.

Двумя переключателями, установленными под ножной педалью, и четырьмя переключателями на боковой стенке корпуса включаются и выключают­ся другие узлы темброблока. Примененный прин­цип управления в сочетании с электронной регулировкой позволяет легко получить все эффекты в от­дельности, а также их комбинации, достигая новых звучаний: тембровое вибрато, изменение тембра в зависимости от амплитуды огибающей сигнала, фусс-эффект с тембровым вибрато и т. д.

Конструкция выполнена на 18 транзисторах и 14 диодах. Темброблок потребляет от сети перемен­ного тока мощность 3 Вт.

Структурная схема блока представлена на рис. 1. Он содержит: предварительный усилитель 1, делитель напряжения 2, усилитель «квакушки» (тре­моло) 3, электронный регулятор громкости 4, вы­ходной эмиттерный повторитель 5, усилитель-огра­ничитель фусс-эффекта 6, корректирующий фильтр 7, частотнозависимый Т-мост с электронной пере­стройкой 8, 9, формирователь напряжения канала шумоподавления 10, И, узел регулировки 12, уси­литель 13, выпрямитель для формирования напря­жения огибающей входного сигнала 14, высокочас­тотный генератор 15, емкостные датчики положения ножной педали 16, 17, интегрирующие фильтры 18, 19, генератор вибрато 20 и блок питания 21.

Коэффициент передачи сигнала со входа блока на его выход равен единице, однако отдельные кас­кады усиливают сигнал, расширяя тем самым дина­мический диапазон. Такое построение позволяет включить органы регулировки непосредственно в от­дельные каскады. Электрические сигналы для уп­равления могут быть получены как из самого вход­ного сигнала, так и от специальных узлов.

При амплитудной регулировке сигнала электро­музыкального инструмента производят компрессию и амплитудную модуляцию (тремоло). Тембровая окраска звука меняется путем изменения частотной характеристики усилителя, а включение корректиру­ющего фильтра позволяет выделить определенное звучание.

Для уменьшения уровня шума усилителя введен канал шумоподавления, устраняющий высокочастот­ный шум (шипение).

Предварительный усилитель обладает высоким входным сопротивлением и легко согласуется с лю­бым звукоснимателем. Для выравнивания коэффи­циента передачи после предварительного усилите­ля включен делитель напряжения. Следующие кас­кады компенсируют это ослабление и одновременно увеличивают глубину регулировки усиления. Перед входным эмиттерным повторителем включен элек­тронный регулятор громкости.

Высокочастотный генератор с двумя емкостными датчиками служит для дистанционного управления громкостью и резонансной частотой Т-моста.

Для получения эффекта «квакушки» (тремоло) введен низкочастотный генератор. Включение меж­ду ним и органами управления интегрирующих фильтров позволяет подобрать определенный закон модуляции выходного сигнала.

Каскады усиления охватываются различными видами обратных связей. Частотнонезависимая об­ратная связь (через резистор) с выхода на вход ис­пользуется для стабилизации коэффициента усиле­ния и рабочих режимов транзисторов по постоянно­му току. Параллельно этому резистору подключа­ется частотнозависимая обратная связь, цепь кото­рой выполнена в виде Т-моста.

Шесть переключателей позволяют получить лю­бое сочетание эффектов изменения звучания. На­пример, подключив генератор тремоло к электрон­ным регуляторам через частотнозависимую цепь Т-моста, мы получим частотную модуляцию выход­ного сигнала (тембровой фусс-эффект).

Принципиальная схема темброблока представ­лена на рис. 2. Сигнал через переключатель В 1.1 по­ступает на вход предварительного усилителя на транзисторах Т1- — ТЗ. Первый каскад предваритель­ного усилителя собран на полевом транзисторе. Он работает в линейном режиме и позволяет получить наряду с малым уровнем шума высокое входное со­противление — не менее 1 МОм.

Связь со следующим каскадом — емкостная. Второй и третий каскады собраны по схеме с непо­средственной связью, что позволяет снизить частот­ные искажения.


Для обеспечения необходимого ра­бочего режима транзисторы Т2 и ТЗ охвачены отри­ цательной обратной связью через резистор R9. Предварительный усилитель имеет коэффициент усиления 40 дБ.



Рис. 2. Принципиальная схема темброблока

К выходу предварительного усилителя через кон­денсатор СЗ подключен делитель напряжения на резисторах R10, R11. Он вносит ослабление на 20 дБ. Одновременно к выходу подключен и узел фусс-эф-фекта.

Узел фусс-эффекта выполнен в виде усилителя-ограничителя на транзисторах Т4 и Т5. Такое уст­ройство не создает характерных щелчков и шорохов при затухании колебаний, присущих устройствам на различных пороговых элементах, например, на триг­гере Шмитта. Однако каскады, работающие в режи­ме ограничения сигнала, обладают повышенным уровнем шума. В данном случае уменьшение собст­венных шумов достигнуто за счет выбора режима работы транзисторов с малыми токами при пони­женном напряжении питания — всего 2 В — и уве­личения сопротивления нагрузки транзистора Т4. Каскады на транзисторах Т4 и Т5 также связаны непосредственно. Выбор режима работы по постоян­ному току определяется сопротивлением резистора обратной связи RI4. Конденсатор С6 корректирует частотную характеристику усилителя. Питаются каскады усилителя-ограничителя через фильтр R17C8.

Ограничение выходного сигнала наступает при поступлении на базу транзистора Т4 сигнала ампли­тудой 100 мВ.

К коллектору транзистора Т5 через конденсатор С9 подключен сложный корректирующий фильтр на элементах L1CW — C12R18 — R21 с подъемом на средних звуковых частотах около 1,5 кГц и завалом выше 4 кГц. Добротность фильтра невысока (око­ло 5).

Переключателем В2 можно подключить вход следующего узла — «квакушки» — как к корректи­рующему фильтру, так и к делителю на резисторах R10R11. Ослабление фильтра и делителя примерно одинаково и поэтому сигнал на входе «квакушки» в обоих случаях будет иметь ту же амплитуду. Уси­литель «квакушки» должен обладать достаточно вы­соким входным сопротивлением, чтобы не нарушать работы корректирующего фильтра.


Поэтому на вхо­ де усилителя включен резистор R22. Он также по­зволяет уменьшить влияние входного сопротивления усилителя фусс-эффекта на предыдущие цепи. В этом узле имеется активный RС-фильтр, основой которого является Т-мост С16, Д1, СП в цепи об­ратной связи усилителя на транзисторах Т6 — Т8 (они также включены по схеме с непосредственной связью). Резонансная частота Т-моста изменяется при изменении проводимости диода Д1, которая зависит от тока, протекающего через транзистор Т9.

Режим работы каскадов усилителя «квакушки» стабилизируется с помощью обратной связи через резистор R23. Параллельно этому резистору переключателем ВЗ включается регулируемый Т-мост. Таким образом, резонансная частота обратной свя­зи изменяется от 0,3 до 3,5 кГц.

В качестве управляемого диода используется стабилитрон, включенный в прямом направлении.

База транзистора Т9 связана через резистор R31 с шиной питания. Этот резистор используется для получения начального смещения рабочей точки ста­билитрона. Кроме того, база транзистора Т9 связа­на с емкостным датчиком ножной педали (через ре­зистор R51) и с выходом генератора вибрато (через резистор R62 и переключатель В6). Наконец, пере­ключателем В4 база транзистора Т9 может соеди­няться (через резистор R42) с выходом узла выделе­ния огибающей входного сигнала.

В эмиттер транзистора Т8 включена сложная на­грузка, позволяющая получить рабочий режим по постоянному току и одновременно обеспечить рабо­ту Т-моста. С части нагрузки — точки соединения резисторов R27 и R28 — снимается сигнал на Т-мост и на вход электронного регулятора громкости.

Электронный регулятор громкости выполнен на транзисторе Т10. Резистор R32 и переход сток-ис­ток транзистора образуют управляемый делитель напряжения. Проводимость полевого транзистора меняется в зависимости от трех составляющих на­пряжения: от емкостного датчика ножной педали, от генератора вибрато и от канала шумоподавления. Связь с емкостным датчиком — через резистор R52, с генератором вибрато — через резистор R61, с ка­налом шумоподавления — через резистор R46.



Эмиттерный повторитель на транзисторе Т11 со­гласует сопротивление усилителя (около 20 кОм) с низкоомным сопротивлением выходного кабеля.

На транзисторах Т12, Т13 выполнен усилитель для формирования напряжения, пропорционально­го огибающей сигнала. К эмиттеру транзистора Т13 через конденсатор С22 подключен выпрямитель на диодах Д2, ДЗ. Напряжение, выпрямленное диода­ми и сглаженное конденсатором С24, через резистор R42 и переключатель В4 подается на транзистор Т9 в блоке «квакушки». Это позволяет управлять «квакушкой», например, изменяя силу удара по струнам электрогитары.

База транзистора Т12 подключена к выходу предварительного усилителя через делитель на ре­зисторе R35, что позволяет выбирать амплитуду огибающей, т. е. диапазон изменения резонансной частоты Т-моста в цепи обратной связи «квакушки».

Каскады усилителя работают в линейном режи­ме и не ограничивают входной сигнал. Именно это и позволяет резонансной частоте Т-моста «следить» за силой удара по струнам электрогитары. Нормаль­ный рабочий режим обеспечивается резистором об­ратной связи R37.

С усилителя-ограничителя сигнал через конден­сатор С25 поступает на каскад шумоподавления. В нем работает эмиттерный повторитель на транзи­сторе Т14. К эмиттеру подключен выпрямитель на диодах Д4 и Д5, удваивающий выходное напряже­ние примерно до 6 В. Это напряжение сглаживается конденсатором С27 и через резистор R46 подается на электронный регулятор громкости. При его мак­симальной величине режим работы полевого тран­зистора Т10 становится ключевым: он полностью от­крывается, шунтируя цепь сигнала.

Канал шумоподавления работает в широком диапазоне звуковых частот. Отрицательная обратная связь в усилителе-ограничителе (через конден­сатор С6) вносит коррекцию в общий тракт на выс­ших звуковых частотах. Действие системы шумо­подавления особенно эффективно в паузах.

Генератор вибрато собран по схеме мультивиб­ратора на транзисторах Т16, Т17. Частота его гене­рации регулируется переменным резистором R57 в пределах от 0,5 до 15 Гц.


Напряжение на выходе мультивибратора имеет прямоугольную форму. Между движками переменных резисторов R59, R60 и общим проводом включены конденсаторы С45. С46. Эти элементы образуют интегрирующие фильт­ры, которые позволяют подобрать определенный за­кон модуляции. Напряжение, приближающееся к треугольной форме, позволяет плавно модулировать сигнал электромузыкального инструмента.

Глубина модуляции вибрато достигает 90% и регулируется резисторами R59, R60. Генератор виб­рато подключается к цепям переключателями В5 и В6.

На транзисторе T1S собран генератор ВЧ емкост­ных датчиков ножной педали. Частота генератора 1 — 1,5 МГц. Генератор собран по схеме индуктивной трехточки. Противофазное напряжение ВЧ с катуш­ки L3 поступает на диодно-емкостные мосты Д6, Д7, С30, С31 и Д8, Д9, СЗЗ, С34. Конденсаторы пе­ременной емкости С31 и С34 — емкостные датчики — установлены на осях карданного подвеса педали. При равенстве емкостей конденсаторов СЗО и С31, СЗЗ и С34 на анодах диодов Д6 и Д8 напряжение отсутствует. Когда же емкости не равны, на анодах диодов появляется пульсирующее напряжение. Это напряжение сглаживается фильтрами Др!С35 и Др2С36 и через резисторы R51 и R52 подается на базу транзистора Т9 и на затвор транзистора Т10. Так изменение емкости датчиков-конденсаторов обеспечивает получение управляющего напряжения величиной от нуля до 3,9 В.

Питается темброблок от сети переменного тока через понижающий трансформатор Tpl. Выпрям­ленное напряжение с диодного моста Д11 — Д14 по­ступает на стабилизатор напряжения на транзисто­ре 775. Опорное напряжение стабилизатора опреде­ляется напряжением стабилизации стабилитрона Д10, включенного в цепь базы проходного транзи­стора.

Конструкция и детали. Темброблок вместе с ис­точником питания и педалью собран в общем кор­пусе, имеющем боковые стенки и изогнутую верх­нюю панель. Корпус изготавливают из фанеры тол­щиной 10 мм, его части скрепляют металлическими уголками. Перед сборкой корпус необходимо про­морить и проклеить углы клеем ПВА.


После про­сушки в течение 8 — 10 ч боковые стенки и торцы корпуса обрабатывают, вторично морят и покрыва­ют бесцветным мебельным лаком. Печатную плату прикрепляют к корпусу дополнительными уголками.

На боковой стенке корпуса установлены пере­ключатели В2, В4 — В6, переменные резисторы R35, R57, R59, R60. На верхней панели закреплены тумб­лер В7, переключатели В1 и В3.



Рис. 3. Кинематическая схема карданного подвеса ножной педали

Наиболее сложной частью конструкции является карданный подвес ножной педали. На рис. 3 приве­дена его кинематическая схема. На основании 1 неподвижно закреплены уголки 2 и 3, в отверстиях которых вращается горизонтальная ось 4. К уголку 5 прикреплен статор конденсатора 6 датчика пово-; рота в вертикальной плоскости. Через отверстие в горизонтальной оси проходит вертикальная ось 7, связанная с ротором второго конденсатора 8 — дат­чика поворота в горизонтальной плоскости. Статор конденсатора 8 прикреплен к уголку 9 на централь­ной части горизонтальной оси. К торцу вертикальной оси винтами прикрепляют платформу педали.

Такая конструкция обеспечивает две степени сво­боды — вращение вокруг вертикальной Y и гори­зонтальной X осей.

Основание подвеса выполнено в виде П-образ-ной скобы, привинченной винтами к верхней панели корпуса.

Платформу ножной педали изготовляют из мно­гослойной фанеры, на которую наклеивают рифле­ную резину, чтобы нога при игре не соскальзывала. Размеры платформы определяются требованиями удобства и могут быть различными.

Углы поворота осей следует ограничить, иначе можно повредить конденсаторы переменной емко­сти. Особенно важно ограничить поворот в горизон­тальной плоскости. Очень удобно использовать в ка­честве ограничителей переключатели, установлен­ные на боковой стенке корпуса. Тогда при повороте платформы можно одновременно коммутировать ос­новные узлы непосредственно во время исполнения музыкального произведения.

Чертежи основных деталей педали приведены на рис. 4.Изготовленные по данным чертежам уголки позволяют использовать конденсаторы переменной емкости фирмы «Тесла». В случае использования других конденсаторов необходимо скорректировать отверстия под крепежные винты. Уголки изготавли­вают из листового алюминия или стали.

Горизонтальную ось, имеющую в средней части квадратное сечение, изготавливают на токарном станке и опиливают. В центре горизонтальной оси сверлят отверстие диаметром 10 мм под вертикаль­ную ось. Оси можно изготовить из дюралюминия, стали, бронзы и даже текстолита. Соосность осей конденсаторов переменной емкости и отверстий в осях достигается при сборке.

---

---