Caja directa de guitarra basada en Op-Amp

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Construí con éxito un caja DI activa usando este circuito (imagen publicada a continuación), todo salió bien y estoy feliz del resultado.

Lista de piezas

R1, R2 - 1k
R3, R5, R6, R7, R8, R11, R12 - 10k
R4 - 1M
R9 - Jumper
R10 - 100 ohms
R13 - 10k reverse log potentiometer
C2 - 1uF
C4 - 100pF
C1, C5, C6, C9 - 10uF
C7, C8 - 47uF
IC1 - NE5532

V + es 9 voltios

¿Puede alguien ayudarme a entender cómo esta disposición de circuitos proporciona señales diferenciales y balanceo de impedancia? Brevemente, ¿alguien puede explicarme cómo funciona este circuito en detalles?

    
pregunta Tonno Subito

3 respuestas

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El amplificador principal es IC1A. R1 + R13 y R3 establecen la ganancia, C1 y C2 son límites de bloqueo de CC, y la mayor parte del desorden restante de los resistores y condensadores es para proporcionar una polarización de CC de bajo ruido a (presumiblemente) la mitad del voltaje de suministro. El circuito alrededor de IC1B toma la salida del amplificador principal y lo invierte. La salida de IC1B es, entonces, solo la salida de IC1A invertida alrededor del punto de polarización de CC, por lo que juntos forman una señal diferencial. C5 y C6 son mayúsculas de bloqueo de CC, esta vez para la salida.

DC que bloquea la señal en el camino de entrada y luego en el camino de salida nuevamente desacopla el punto de operación de CC del circuito de los niveles de entrada y salida, ambos centrados alrededor del suelo. Como no le importan las frecuencias por debajo de 20 Hz, está perfectamente bien elegir un nivel de DC (0 Hz) arbitrario internamente.

Mi única queja con este circuito es R2 y C4. Aunque no mostraste los valores, espero que C4 sea mucho menor que C7. R2 y C4 probablemente filtran las frecuencias altas más allá de lo que el amplificador está diseñado para manejar (20 kHz para "HiFi"), pero esto podría haberse logrado atando el extremo inferior de C4 a tierra en lugar de la fuente de polarización interna.

    
respondido por el Olin Lathrop
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IC1 es un " Amplificador operacional ". Esencialmente un amplificador operacional es un amplificador matemático. El propósito de todos los amplificadores es tomar una señal muy débil y hacerla más fuerte, capaz de "conducir" más energía a algo, como un altavoz. Cuando decimos "coincidencia de impedancia" nos referimos a esto: usar algo como un amplificador para hacer coincidir una señal de entrada con lo que se está alimentando.

Si se conectara a tierra un -input de un amplificador operacional, y se aplicara una señal al +input , se generaría una señal +output más grande pero idéntica, como un amplificador tradicional. Así que eso se llama una configuración no inversora , ya que sale la misma señal.

Sin embargo,

los amplificadores operacionales tienen un -input , que hace lo contrario: si el +input se conectó a tierra, y la señal se aplicó a -input , la señal opuesta se apaga. Así que eso sería una configuración de inversión . Esto es muy útil para muchas cosas.

En este esquema, IC1a toma la entrada del instrumento ( +input ) y genera esencialmente lo mismo para Out1 . Esa es una configuración no inversora. Out1 también está acoplado al -input de IC1b, que es la configuración de inversión, por lo que la señal opuesta sale de Out2 .

Entonces, Out1 y Out2 son salidas diferenciales , porque señales opuestas están saliendo de ellas. Eso es exactamente lo que quiere un cable XLR, y debido a la física detrás del envío de señales a lo largo de los cables, es un ruido muy bajo.

Todos los demás componentes son solo para establecer los niveles de voltaje correctos (buscar 'divisor de resistencia'), bloquear los voltajes de CC (condensadores) y otras necesidades de acondicionamiento de señal.

    
respondido por el rdtsc
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Olin Lathrop le proporcionó la mayor parte de la información que necesita. Hay un par de otros matices que pueden no ser evidentes:

1) El condensador C4 proporciona carga capacitiva para la fuente de señal. 100 pF puede ser un poco alto, es posible que tengas que experimentar con él.

También va al lugar equivocado; idealmente, el extremo inferior de C4 debería ir a tierra. Esto reduce la captación de ruido que se desliza a través del divisor de tensión de polarización.

C4 es importante porque la impedancia de entrada normal del cable y del amplificador y la capacitancia cargan la señal de la fuente. No es tanto un problema con las pastillas inductivas (guitarra, etc.), pero puede ser un problema real con las pastillas de cristal (piezo).

La razón por la que tiene tanto efecto es que el cable normal tiene una capacitancia bastante grande. La respuesta de frecuencia de la pastilla se modifica para tener más alta frecuencia presente cuando la pastilla se descarga. Luego, la capacitancia de carga elimina ese aumento de alta frecuencia para aproximarse a una respuesta plana.

Cuando acortas el cable para ir a una caja DI en lugar de un amplificador, la capacitancia disminuye. Esto conduce a un aumento en la respuesta de alta frecuencia. C4 compensa eso.

2) R2 proporciona alguna medida de protección transitoria en caso de que se caiga una pastilla de cristal (piezo) o se produzca un impacto significativo. Estas pastillas pueden tener un voltaje de salida transitoria increíblemente alto en estas condiciones. Tiempo de subida muy rápido pero de corta duración.

Muchos instrumentos acústicos utilizan pastillas de cristal. Hay algunas pastillas de cristal de sonido muy agradable disponibles.

    
respondido por el Dwayne Reid

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