MXR M-120 ENVELOPE FILTER PDF Печать E-mail
16.08.2010 15:15
Разработанная еще в 1976 году фирмой MXR, педаль M-120 Envelope Filter относится к классу эффектов «авто-вау». Эта педаль представляет собой контролируемый уровнем входного сигнала фильтр. Оригинальная педаль имеет две ручки управления – Threshold, отвечающая за чувствительность срабатывания эффекта и его глубину в зависимости от уровня входного сигнала и Attack, которая управляет временем атаки фильтра. Эта педаль довольно интересна с точки зрения схемотехники, позволяет получить очень хороший по качеству, интересный по звучанию эффект «авто-вау» и, что немаловажно, уже не производится на сегодняшний день фирмой MXR. Цена на экземпляры этой педали колеблется на вторичном рынке в пределах 150-200$. Кроме того, оригинальная педаль не имеет индикации включения. Схема педали не содержит каких-либо дефицитных деталей. Также при самостоятельной постройке этого устройства в него можно внести ряд несложных, но эффективных изменений, что позволит получить еще больший спектр интересных эффектов и звуков.

Семплы построенного нами экземпляра педали.

Технические характеристики педали (приведены согласно описанию MXR):
• входное сопротивление 150k;
• выходное сопротивление 5k;
• динамический диапазон 95dB;
• эквивалентный уровень шума -95dBV;
• частота перестройки фильтра 150Гц 3кГц;
• питание 9В, 1.3 mA.

Фотография оригинальной педали MXR M-120 Envelope Filter 1976 года.


user posted image


В отличие от большинства педалей, построенных с использованием обычных операционных усилителей, в данной конструкции разработчиками фирмы MXR было применено оригинальное решение – использование микросхем-инверторов CMOS CD4069. Каждая такая микросхема содержит в себе 6 инверторов. Также в схеме использован счетверенный CMOS коммутатор CD4066.


user posted imageuser posted image


Оригинальная принципиальная схема прибора от фирмы MXR.

Конструктивно прибор состоит из трех взаимосвязанных блоков: блока детектора огибающей, ультразвукового генератора и блока фильтрации сигнала.
user posted image

Сигнал, попадая на вход прибора, поступает в блок фильтрации сигнала (основной путь аудиосигнала в данном устройстве), где подвергается действию фильтров с изменяемыми параметрами. Параметры фильтров чрезвычайно своеобразно регулируются при помощи CMOS коммутатора, переключаемого с ультразвуковой скоростью. С входа прибора сигнал также попадает на детектор огибающей сигнала, который модулирует частоту переключения коммутатора, изменяя при этом параметры фильтров.

Для удобства дальнейшей работы принципиальная схема перерисована нами в общепринятый вид, изменена относительно оригинала нумерация выводов микросхем для полного соответствия с разработанными для устройства печатными платами, описанными ниже; а также коммутация байпаса эффекта.


User posted image

IC1E выполняет роль усилителя сигнала для детектора огибающей; перед ним находится ручка Threshold, регулирующая уровень сигнала на входе детектора огибающей. Детектор огибающей сигнала выполнен на диоде D2 и конденсаторе C9. Через R17 в детекторе огибающей разряжается конденсатор С9, таким образом задается время затухания огибающей. На IC2E собран интегратор, на его выходе огибающая сглаживается в зависимости от положения потенциометра Attack. Обычно детектор огибающей сигнала управляет работой какого-либо контролирующего элемента, например полевого или биполярного транзистора, однако в этой схеме он управляет работой высокочастотного тактового генератора, собранного на IC2A/B/C/D. Делитель напряжения на R14 и R16 задает смещение для работы генератора на IC2. Этот генератор включает и выключает коммутатор CD4066 (IC3) на постоянной частоте 37 кГц. В зависимости от уровня входного сигнала (и динамики игры) детектор огибающей изменяет соотношение времени, когда коммутатор находится в открытом состоянии, ко времени, когда он закрыт.
IC1B усиливает сигнал для компенсации его потерь при последующем прохождении через фильтр. На IC1C/A собраны две последовательные секции фильтра. Фильтр собран по схеме так называемого State Variable фильтра (фильтра с изменяемыми параметрами). При этом обе секции фильтра охвачены обратной связью через резистор R12. Каждая из секций коммутатора IC3A/B работает в нем в качестве переменного резистора, при этом величина его сопротивления напрямую зависит от частоты нахождения его в открытом и закрытом состоянии. Диапазон перестройки фильтра задается конденсаторами С6 и С7 в обратной связи инверторов.
Питание для микросхем формируется оригинальным делителем R4-C1, с выхода которого Vs получается около 4.37В.
Коммутация сигнала в оригинале осуществляется кнопкой с одной контактной группой, (SPDT) то есть переключается лишь выход – либо с эффекта, либо байпас; вход же схемы всегда находится на сигнальном проводе. О минусах такого решения хорошо известно – входной импеданс самой схемы в байпасе складывается с входным импедансом следующего устройства, уменьшая общий импеданс, что начинает отрицательно сказываться на передаче высоких частот. Подобная коммутация в настоящее время не используется, так как широко доступны кнопки DPDT и 3PDT. Вариант с DPDT показан на нашей принципиальной схеме, 3PDT можно использовать для введения в схему индикации включения педали, также отсутствующего в оригинале от MXR.

В оригинальной конструкции остается один неиспользованный инвертор (по нашей схеме это IC1D), это дало возможность Steve Giles предложить оригинальный вариант модификации схемы – путем инвертировании сигнала с генератора (для чего инвертор IC1D просто включается последовательно IC2D) получается перестройка частоты резонанса фильтра в обратном порядке (Reverse Sweep). Эта модификация дает возможность получения от прибора принципиально новых интересных звучаний.

Поскольку диапазон перестройки фильтров задается конденсаторами С6 и С7, то изменяя их номиналы (одновременно), можно перестроить фильтр в другой частотный диапазон. Francisco Pena с tonepad.com предложил уменьшить номинал С6 и С7 до 560пФ и при помощи DPDT переключателя включать им параллельно конденсаторы емкостью по 470пФ. Этот мод позволяет получить два диапазона перестройки фильтра: более низкочастотный, либо сдвинутый в сторону средних и высоких частот.

Также возможно установить вместо постоянного резистора R19, имеющего номинал 200к и играющего роль обратной связи в фильтре, потенциометр на 500к с постоянным резистором 47к, включенным последовательно. Эта модификация вводит в конструкцию педали еще одну ручку управления Emphasis, позволяющую регулировать выраженность эффекта.

Описанные модификации не только не ухудшают аутентичного звучания педали, но и значительно расширяют ее возможности, так что весьма рекомендуется выполнять их при постройке.

С введением всех модификаций и индикации включения педали, принципиальная схема окончательно приобретает следующий вид.

User posted image

Для прибора разработано несколько вариантов печатных плат. Например, один вариант можно найти на www.tonepad.com, для нашей статьи эта плата перерисована в формате Sprint Layout.


user posted image
user posted image

Нами также разработан собственный вариант печатной платы для монтажа в корпус Gainta 0124, при этом все элементы устройства монтируются непосредственно на плате, включая входное и выходное гнездо, гнездо питания, кнопку 3PDT, индикаторный светодиод и переменные резисторы. Про подобный вариант монтажа, используемый нами, можно прочитать в статье, посвященной педали G2D MORPHEUS. Также в нашем варианте предусмотрено выполнение всех описанных в статье модификаций устройства. Для этого нами используется еще и вторая вспомогательная печатная плата, на которой установлен потенциометр Emphasis, а также две кнопки Reverse Sweep и Filter Range. Использованы миниатюрные кнопки с фиксацией типа PS700L (на сайте «ЧИП и ДИП» http://chipdip.ru/product0/11903.aspx), предназначенные для установки на печатную плату.
Дополнительная печатная плата монтируется на основной при помощи ножек из луженой проволоки на такой высоте, чтобы кнопки с надетыми на них колпачками толкателей выходили в отверстия, сделанные под них на корпусе Gainta 0124. Соединение сигнальных контактов дополнительной платы с основной производится проводами, согласно отмеченным на платах латинскими буквами точкам.

Исправленная печатная плата - здесь.

Кнопка PS700L, используемая в нашей конструкции на дополнительной плате.


user posted image

Список деталей

В части схемы, относящейся к генератору и блоку выделения огибающей, стоит применить керамические низковольтные конденсаторы для компактности монтажа. Конденсаторы С2, С3, С4 должны быть пленочными.

Постоянные резисторы
1 – 3k
1 – 3k6
2 – 10k
6 – 47k
1 – 62k
3 – 100k
3 – 200k
1 – 240k
1 – 470k
2 – 1M
1 – 5M1
2 – 10M
2 – 22M (номинал сложно найти в продаже, легко заменить 2 х 10М последовательно)

Конденсаторы
1 – 10 пф
1 – 100 пф
2 – 470 пф
2 – 560 пф
4 – 50 нф (47нф более распространенный близкий номинал)
2 – 100 нф
1 – 47 мф

Переменные резисторы
3 – В500k

Диоды
2 – 1N914

Микросхемы
2 – CD4069
1 – CD4066

Фото собранной платы:
user posted image

Фото готовой педали:
user posted image

Автор проекта el Doctor



Мне хотелось поблагодарить за участие в подготовке проекта участников форумов guitar-gear. GTlab и diyfactory.ru - vitek, Mikel, Faust_Dark, Ден2. Отдельное большое спасибо модератору diyfactory.ru, камараду Medved за наставления по теории и конструктивную критику.

Обсудить проект можно здесь .


( 7 Голоса )
 

Комментарии   

 
+1 #1 plusdva 26.07.2013 23:39
картинки повыпиливались
Цитировать
 
 
0 #2 kartman 18.09.2014 12:21
Успел кто-то картинки сохранить?
Цитировать
 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

© 2017 diyfactory.ru. Все права защищены.