Глава 11 Петля эффектов (стр. 1 )

Глава 11 Петля эффектов

Уровень линии. Посыл, линейный выход и драйверы петли эффектов. Буфер приёма сигнала после петли и последовательный «разрыв». Параллельный разрыв.

  Петля эффектов – это разрыв в цепи сигнала усилителя, куда можно подключать различные педали эффектов (см. рис.11.1а). Разрыв, как правило, делают после предусилителя, т. к. большая часть тона звука уже сформирована, и перегруз также формируется лишь предусилителем, непосредственно до его посыла на включённую в разрыв педаль. После педали сигнал возвращается обратно в усилитель для окончатель-ного усиления. Или может быть подан, например, на микшерный пульт, устройство записи или другой усилитель. Функция "линейный выход" также будет описана в этой главе.

  Спрос на усилители с петлёй эффектов заметно вырос в последнее время, хотя функции самой петли по-прежнему вызывают разногласия. Кто-то утверждает, что тембр хорошего лампового усилителя не должен быть "испорчен" добавлением к нему безвкусных "каменных" эффектов, или сам узел посыл-возврата плохо влияет на звук усилителя (даже без подключения эффектов), т. к. сигнал проходит через лишние цепи. Конечно, некоторые петли эффектов в коммерческих усилителях (в основном ранние 1970-е и 1980-е года) были крайне плохо спроектированы и создавали лишний шум, потерю ВЧ или отсутствие буфера возврата, что, возможно, и привело к недовольству среди музыкантов, которые винили в этом влияние самих эффектов в петле.

  Есть также много авантюристичных музыкантов, которые считают, что не могут обойтись без этой петли.

  Петли эффектов могут быть двух типов: последовательные и параллельные, их различие хорошо видно из рис.11.1. При последовательном разрыве (рис.11.1.а) сигнал усилителя полностью разрывается, и педаль вставляется в этот разрыв. Конструктивно это очень просто организовать, и у многих усилителей разрыв устроен именно так. Но без достаточно просчитанной разработки результат может разочаровать, т. к. основной тон усилителя будет сильно изменён вставкой эффектов, которые работают при уровне сигнала, гораздо более низком по сравнению с ламповыми схемами.

  На рис.11.1.b показана параллельная петля эффектов ("боковая цепь"). Это более совершенный вариант петли, где сохраняется цепь основного сигнала, а возвратный сигнал смешивается с основным. Поэтому основной тембр усилителя сохраняется, а эффекты к основному звуку можно добавить более тонко. Баланс между исходным и возврат-ным сигналом можно регулировать потенциометром.

  Преимущество параллельной петли эффектов ещё и в том, что при отказе подключённого устройства или повреждения кабеля звук не пропадёт полностью.

  Существует значительное пространство для создания звука при помещении некоторых эффектов в сигнальную цепь. Эквалайзеры, как правило, работают лучше при включении их перед блоком перегрузки, а не как корректоры уже искажённого сигнала (хотя интересные результаты получаются в любом случае). Квака (wah-wah) также обычно ставится перед перегрузом, но она отнюдь не универсальна. Компрессоры, педали экспрессии и бустеры обычно ставят перед входом усилителя. Эффекты задержки (дилэй, эхо, реверберация, хорус, фленжер) звучат лучше после перегруза, иначе эффект задержки будет искажён, что может привести к появлению грязного шума, так что именно эти эффекты должны использоваться в петле. То же самое с фэйзерами и тремоло/вибрато. Хотя у музыкантов бывают самые разные  предпочтения.

  С петлёй эффектов больше всего выигрывают усилители, где большая часть искажений сформирована в предусилителе (что характерно для модерновых hi-gain усилителей), так что петля может быть введена между предусилителем и незначительно перегруженным оконечником. В усилителях с низким гейном чаще применяется более традиционный оконечник, который может быть сильно перегружен, и тогда не так заметны преимущества разрыва (эффекты будут искажены в любом случае). Усилители только для чистого звука менее всего нуждаются в петле, т. к. разница в подключении эффектов до или после предусилителя слаборазличима.

  Часто говорят, что петля должна быть физически просто разрывом, чтобы быть прозрачной и не посягать на основной тон усилителя. В этом случае лампы работают в неоптимальном режиме, т. к. возвратный сигнал должен быть усилен до уровня, используемого в усилителе, и довольно сложно (хотя и возможно) включить этот каскад, не влияя на основной тон усилителя. Лучшим вариантом будет тот, когда блок петли эффектов уже исходно разработан как часть основного тона усилителя. Тогда музыкант не услышит изме-нения тона усилителя, независимо от использования петли.

Уровень линии

  Интересно, что "ламповая петля" рассматривается как нечто разработанное высококвалифицирован-ными специалистами, возможно, из-за того, что нет классических старых усилителей с подобной петлёй, чтобы просто с них скопировать. На самом деле проблема заключается лишь в определении того, каким требованиям надо выполнять.

  В звукотехнике часто можно встретить термин "уровень линии", его значение не изменилось за много лет. Это относится к номинальному (среднему максимальному) уровню сигнала, идущему "по линии", т. е. по кабелю между устройствами. Линейный уровень меряется по отношению к опорному уровню, который имеет размерность "децибел-вольт" (дБВ, dBV) или "децибел выгрузки" (дБН, dBu).

  Размерность "децибел-вольт" – это справочное значение 1мВ к 1кЩ или 1Вrms (2,8 В), предназначено для потребительской электроники, в т. ч. и гитарных усилителей. Иногда такой сигнал называется 0дБВ.

  Единица "децибел выгрузки" – это 1мВ к 600Щ или 0,77 Вrms (2,2 В), используется для профессиональных целей и имеет базовое (справочное) значение. Сигнал на этом уровне называется 0дБН.

  Фактический уровень линии измеряется по отношению к любой из этих величин.

               Уровень линии [дБ] = 20∙log∙Uфактич./U0(базовое)

Таким образом, для потребительских товаров уровень линии 316мВ rms можно охарактеризовать как:

               Уровень линии [дБ] = 20∙log∙Uфактич./1В rms = 20∙log∙ 0.316/1 = -10дБВ

  Это часто используемый уровень для потребительского Hi-Fi оборудования и прочей музыкальной продукции и не отличается от уровня выходного сигнала хамбакера.

  Педали эффектов предназначены для приёма сигнала инструментального уровня. Фактически сигнал инструмента переменчив, но уровень линии ≈-10дБ или ≈1В ( 350мВ rms) вполне возможно рассматривать как требуемый. Более высокий уровень может вызвать нежелательное ограничение в некоторых педалях. Выходной сигнал педалей примерно одинаков, а т. к. почти все они запитываются от 9В, то максимальный выходной сигнал будет ≈5В.

  Линейные входы и выходы УМЗЧ, микшерные пульты, рэковое оборудование предназначены, как правило, для обработки входного сигнала 0дБВ. CD-плееры в основном производят сигнал +4дБВ. С другой стороны, микрофоны выдают сигнал очень низкого уровня (≈-50dBV или 3мВ rms), хотя у конденсаторных микрофонов с фантомным питанием сигнал может достигать 0дБ или более. Кроме того, сценические усилители, микшеры и записывающее оборудование могут использовать только XLR - и несбалансирован-ные RCA-гнёзда, тогда как гитарное оборудование ориентировано только на 6,35мм-"джеки".

  Обсчитывать все эти возможности непрактично, и большая часть этой главы предполагает, что петля эффектов используется только с обычными педалями эффектов, обрабатывая сигнал ≈ -10дБВ.

Посыл, линейный выход и драйверы петли эффектов

  Возможно, самый важный аспект в разработке петли эффектов – это Rвых линейного выхода или секции посыла (Send). Если оно высоко, то внешние помехи будут легче попадать на кабель, используемый для посыла сигнала на педаль. Флюоресцентные лампы – самый распространённый источник сетевых наводок и низкочастотного фона. Чем меньше Rвых посыла, тем лучше эти набодки будут шунтироваться на землю. Кроме того, Rвх некоторых педалей мало (иногда 47к), поэтому при высоком Rвых петли эффектов может упасть уровень сигнала. Кроме того, некоторые педали (особенно очень старые, с использованием дискретных транзисторов), имеют значительную Свх из-за эффекта Миллера, что приводит к потере ВЧ, и это, наверное, самая распространённая жалоба о влиянии петли эффектов на звук. Желательно, чтобы Rвых секции посыла было ≤10к, а лучше – намного меньше. Это простое требование часто игнорируется в коммерческих усилителях и приводит к значительному недовольству среди пользователей.

Добавление простого линейного выхода

  Есть много способов понизить уровень сигнала и получить относительно низкое Rвых в обычном каскаде лампового усиления. Самый простой способ – пассивный делитель, который можно разместить в любой удобной точке предусилителя. Например, на рис.11.2 пассивный делитель стоит сразу после усилительного каскада. Рассмотрим уровень сигнала в этой точке. Максимальный размах выходного сигнала будет ≈2/3∙Uа. Большинство усилителей работает с Uа = 250...400В в предусилителе, поэтому предпо-лагая триод полностью загруженным (или перегруженным), можно ожидать уровень сигнала ≈165В для Uа = 260В или ≈60В для Uа = 90В. Более точно можно рассчитать по линиям нагрузки.

  Распространённая ошибка новичков – установка в этом месте простого потенциометра 1М для получения линейного выхода, но тогда возникнут проблемы из-за высокого Rвых такого посыла (кроме настроек на очень малый уровень сигнала), а при полностью вкрученном потенциометре педаль может быть повреждена высоким уровнем сигнала.

  Т. к. надо получить Rвых ≤ 10к, то нижний резистор делителя должен быть ≈ 10к, это справедливо и для потенциометра. Номинал верхнего резистора зависит от максимального уровня посыла. Несмотря на то, что для педалей требуется Uвх ≈ -10дБ, нельзя гарантировать, что триод всегда будет максимально загружен, и это значение будет всегда. Гораздо логичнее рассчитать так, что при полной нагрузке триода уровень составил бы 0дБ и таким образом имел бы остаточный диапазон даже при неполной нагрузке. Так, при ожидаемом уровне сигнала ≈60В (сигнал 1В соответствует 0дБ) посчитаем значение верхнего резистора делителя: