Фирма G2D из Новой Зеландии (http://www.g2d.co.nz) занимается разработками в области гитарной электроники с 1984 года. В 2002 году компания полностью переключилась на создание гитарных педалей. Занимая позицию «бутикового оборудования» на рынке новозеландские разработчики предлагают небольшой ассортимент из нескольких педалей. Одна из них – вышедший в 2003 году сверхтяжелый дисторшн G2D Morpheus. По словам самих разработчиков «уникальной особенностью педали является наличие гейта, что делает ее идеальной для четких перкуссивных рифов».

Возможности этой педали хорошо показывают семплы на youtube: Review от Papa (на русском языке) http://www.youtube.com/watch?v=w6e31WLqLJk

Схема (в pdf - здесь):

 

Как видно из внешнего вида на обзорах и следует из схемы педаль имеет 4 ручки управления: Drive, Gate, Tone и Level. На микросхеме IC1A собран повторитель с небольшим коэффициентом усиления на входе педали, сигнал с него разделяется и поступает на вторую половину это микросхемы – повторитель на IC1B, после которого идет детектор сигнал, управляющий гейтом. Потенциометр Gate регулирует смещение по постоянному току на базе транзистора T1, таким образом, определяя режим его работы и задавая порог гейтирования.

В качестве гейта в этой схеме выбран p-канальный полевой транзистор J177 (Q1). Напряжение на затвор-исток будет равно нулю, если отсоединить его затвор от диода , так как затвор через R19 жестко привязан к истоку. Ток затвора весьма мал, поэтому R19 в 1М это фактически перемычка между затвором и истоком. Такой ключ будет открыт. Для того чтобы он закрывался на затвор р-канального ПТ Q1 подают «+» относительно канала, диод пропускает этот «+» при закрытом биполярном транзисторе Т1. Когда он закрыт то «+» питания через R22 (100К) и диод поступает на затвор. При отсутствии сигнала биполярный транзистор Т1 закрыт, точнее находится на грани открытия из-за наличия небольшого положительного смещения, В паузе БТ действительно закрыт, точнее, находится на гране открытия за счет цепей небольшого положительного смещения, как уже  было описана задаваемого делителем с потенциометром Gate. При наличии сигнала на базе Т1, он начинает его детектировать (из-за сильно нелинейного режима работы), потенциал коллектора падает (Т1 открывается), диод D5 закрывается, так как его напряжение на его катоде становится более выше чем на аноде, ключ Q1 открывается.

Разобравшись с принципом действия «уникального» гейта от G2D, переходим собственно к тракту формирования звукового сигнала. Здесь нас ждет интересная вещь – прибор представляет из себя 2 (!!!) практически идентичных каскада вида ОУ+связка ограничительных диодов. В цепи ОС IC2A находится ручка Gain. Кстати, столь сильно ограниченный сигнал (в целых двух идентичных каскадах) приводит к тому, что ручка гейна фактически не влияет на уровень выхода с примочки, как это почти всегда бывает в других педалях. Сигнал здесь настолько ограничен и закомпрессирован, что Gain здесь влияет в основном на структуру звука и уровень его компрессии.

На ОУ IC3B собран повторитель, затем идет стандартный однорукий темброблок с ручкой Tone, номиналы в темброблоке у G2D подобраны очень хорошо, темброблок очень эффективен. Затем идет усилитель сигнала на IC3A, компенсирующий потерю уровня сигнала в темброблоке, к выходу этого каскада подвязан и разобранный ранее гейт на Q1. Cо стока Q1 (выхода с гейта) сигнал подается на  регулятор уровня выхода с педали Level и с него – на выход педали.

В схеме питания у оригинального Morpheus нагорожен целый банк конденсаторов, стоящих параллельно. Я удалил их из схемы, так как особой нагрузки они не несут – при питании от плохого блока они не спасут никоим образом. Я оставил из них два по 220 мф на питании и отрицательной части полпитания.

Плата сделана в Sprint Layout 5.0



Эта печатная плата рассчитана на использование стандартного литого корпуса Gainta 0124 (www.gainta.ru), при этом все конструктивные элементы – гнезда джеков и питания, резисторы и даже сигнальный светодиод находятся на плате. Переменные резисторы устанавливаются на плату со стороны деталей, при помощи проволочных стоечек, напаянных на их выводы (обрезков выводов других деталей, оставшихся при монтаже). Величина ножек выбирается такой, чтобы потенциометры были все на одном уровне и не выходили по высоте за пределы внутренней высоты корпуса. В нашем случае длина ножек составит приблизительно 20 мм. Места установки переменных резисторов на плате подписаны и обведены прямоугольником. Кнопка переключения используется 3PDT, она также устанавливается прямо на плату. Для лучшего понимания, как такой способ монтажа размещается в Gainta G0124 я нарисовал разрез, показывающий плату с установленными на ней основными деталями в корпусе.


 
Такой способ монтажа имеет много преимуществ при отладке – прибор находится перед вами единым целым, даже и без корпуса. Ничего не отваливается, свободно можно крутить ручки одной рукой, и в то же время, перевернув плату, получить полный доступ к монтажу. Также я никогда не использую питания педалей от батареек и не советую этого делать. В критический момент по закону подлости батарейка всегда оказывается подсевшей и приносит массу неприятностей. Поэтому я не предусмотрел места в корпусе педали под батарейку и возможности ее подключения к плате.

Некоторые трудности возникают при установке в корпус. Первая проблема это входные и выходные гнезда джеков. Они должны выходить за пределы корпуса, что не дает возможность вставить плату в корпус. Хороший способ решения проблемы – использование гнезд джеков с внутренней гайкой – таких как на педалях BOSS, к примеру. К сожалению, не всегда эти гнезда доступны. В таком случае можно решить эту проблему, сделав в бортах корпуса не отверстия под джеки, а вырезы, в которые разъемы будут проходить при установке платы в корпус..

Схема засверливания Gainta G0124 под установку такой платы приведена ниже. Все размеры даны в миллиметрах. Обратите внимание, что отверстия сверлить надо диаметром чуть большим, чем обычно. Это необходимо для того, чтобы был некоторый запас при установке платы в корпус, для более легкой ее установки. Обязательно точно расчертите среднюю линию по корпусу, а также при разметке корпуса прикиньте еще раз, приложив изготовленную Вами плату к корпусу. Это очень ответственный момент – неправильным засверливанием легко испортить корпус – отверстия будут не в тех местах, где должны подходить конструктивные детали и плата не сядет в корпус. Никаких усилий при постановке платы в корпус применяться не должно. Если использованы обычные джеки то после просверливания отверстий диаметром 11 мм необходимо взять ножовку по металлу и сделав два пропила удалить кусочек материала под отверстием (на чертеже заштрихован). Заслуживает внимание также отверстие под разъем питания – подобные разъемы бывают несколько повыше и пониже высотой, обязательно промерьте свой и прикиньте, чтобы его центр находился точно напротив отверстия в корпусе. При установке готовой и налаженной платы в корпус регулируйте высоты выстояния кнопки и погружения заднего конца платы в корпусе навинчивая на кнопку одну из продающихся вместе с ней гаек. Кнопки DPDT и 3PDT кстати,  должны удерживаться в корпусах между двумя гайками, навинченными на резьбовую часть, ни в коем случае нижняя гайка не должны быть корпусом кнопки – это может привести к порче кнопки при использовании.



При сборке устройства обратите внимание на цоколевку транзисторов. Мне пришлось довольно долго отлаживать эту схему из-за того, что мне попался даташит с неправильной цоколевкой полевого транзистора J177. У попавшегося мне транзистора была цоколевка D/G/S, если смотреть на полевик с плоской стороны корпуса. Правильный даташит находится здесь http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/calogic/J174.PDF

Поскольку это крайне важный момент приведу цоколевку J177



Транзистор может быть заменен на отечественный КП103И.

Цоколевка биполярного транзистора BC337 приведена на фото. Может быть заменен на отечественные аналоги КТ3102Б, КТ660А.



Правда в случае замены на отечественные компоненты ввиду большого разброса их параметров придется повозиться с подбором элементов, чтобы гейт открывался четко и не портил сигнал, проходящий через него.

Микросхемы ОУ в оригинале использованы самые широко распространенные и доступные – TL072, заменять их на другие не имеет смысла.

О работе гейта собранной педали следует сказать еще пару слов. Гейт довольно примитивен, хотя и остроумен по своей конструкции. При игре четких рубленных рифов с ярко выраженным глушением струн он работает прекрасно. При длительном аккорде – при определенных положениях ручки гейта сигнал сначала затухает нормально, а затем в конце затухания будет наблюдаться закрывание и открывание гейта, это кстати слышно и у фирменной педали в демо. Работа ручки гейта начинается где-то с трети, до этого момента гейт выключен (то же самое и у фирменной педали на видеосемплах).

Список деталей:

Резисторы
9 – 1k
7 – 10k
1 – 15k
2 – 22k
1 – 33k
1 – 47k
3 – 100k
4 – 1M

Резисторы переменные
3 – A10k – Gate, Drive, Level
1 – B10k – Tone

Конденсаторы
1 – 68п
1 – 330п
1 – 680п
1 – 3н3
2 – 22н
1 – 220н
1 – 470н
3 – 2.2 мф * 10В
2 – 220мф * 10В

Операционники
3 – TL072

Диоды
8 – 1N4148

Транзисторы
1 – ВС337
1 – J 177

Остальное
1 – 3PDT кнопка
3 – панель под микросхему 8 pin
2 – гнезда jack
4 – ручки
1 – разъем низковольтного питания, впаивающийся на плату
1 – светодиод 3мм яркий

В заключение несколько фото собранной платы и смонтированной в корпусе Gainta G0124 без отделки.

 

Хочу сказать огромное спасибо камрадам vitek, Mikel, OlegFX с Gtlab за помощь в отладке прибора, SBE Master за поддержку и ценные идеи по конструктивному исполнению прибора.