ElectroSmash – Устройства Bucket Brigade: MN3007
Устройство Bucket Brigade Микросхема BBD была изобретена Ф. Сангстером и К. Тиром в исследовательской лаборатории Philips в период с 1968 по 1969 год. Это доступное полупроводниковое устройство обеспечивает задержку сигнала и вскоре нашло множество применений в широком спектре продуктов, особенно гитарных эффектов, являясь промежуточным звеном между громоздкими старыми чисто аналоговыми схемами задержки на магнитной ленте и современными цифровыми системами на основе аналоговых к цифровым преобразователям и процессорам сигналов.
1. Функциональность BBD.
2. Топологии внутренних цепей BBD.
2.1 Базовая топология.
2.2 Топология изоляции тетрода.
2.3 Дополнительная топология вывода.
2.4 Двойная топология.
2.5 Топология вывода с ответвлениями.
3. Сравнение чипов BBD.
4. Драйверы часов устройства Bucket Brigade.
4.1 Ограничения часов BBD.
5.1 Реализация фильтра.
6. МН3007.
6.1 MN3007 VS MN3207.
7. Ресурсы.
7.1 Листы данных BBD.
BBD получили свое название из-за сходства по своим функциям с цепочкой людей, передающих ведра с водой для тушения пожара. Лицензия на чип была получена компанией Matsushita в середине 70-х, Roland/Boss был первым покупателем, и они использовали его в усилителе Roland JC120, педали Chorus CE-1, а затем и в Chorus CE-2.
Они состоят из ряда секций конденсаторов, передающих аналоговый сигнал. Заряд в каждой ступени конденсатора передается в последующую стадию с использованием транзисторов в качестве переключателей со скоростью, определяемой внешними часами.
Таким образом, задержанный выходной сигнал является дискретным по времени из-за дискретизации внешнего тактового сигнала и аналоговым по амплитуде из-за накопительного конденсатора.
При высоком уровне CLK2 входной сигнал стробируется через Q 0 на конденсатор C 0 . При следующем тактовом переходе C 0 изолируется, и сохраняется последнее напряжение, приложенное к C 0 . Когда CLK2 снижается, CLK1 повышается, позволяя зарядить C 0 для подключения к накопительному конденсатору C 1 . При следующем тактовом переходе стробирующий транзистор Q 1 отключается, а Q 2 включается, позволяя заряду в C 1 пройти следующую стадию C 2 . Процесс повторяется по схеме до тех пор, пока на выходе не появится такое же напряжение.
Базовая внутренняя схема BBD состоит из ряда обычно тысяч конденсаторов и транзисторных МОП-переключателей. В конструкцию были внесены некоторые изменения для повышения производительности:
Базовая модель, изобретенная Сангстером в Philips в 1968 году.
Это была первая попытка практической реализации аналоговой структуры задержки. Эта первоначальная конструкция имела низкую эффективность передачи, поскольку была ограничена несколькими этапами и низкочастотными приложениями.
2.2 Топология изоляции тетрода.
Первое крупное достижение, также сделанное Сангстером из Reticon Corporation, представляет собой изоляцию тетродной структуры с NMOS-транзистором со смещенным затвором постоянного тока, разделяющим каждый тактовый элемент.
Требуются две противофазные линии clk: одна для управления четными колпачками, а другая для управления нечетными. Производительность была улучшена благодаря возможности использовать его в аудиоприложениях. Между каждым из этих переключающих транзисторов находится конденсатор (элемент удержания заряда), который разделен транзистором затвора со смещением постоянного тока, что значительно повышает эффективность передачи. Только половина колпачков несет информацию, другая половина остается заряженной
2.
3 Топология дополнительных выходов. Архитектура вывода была улучшена за счет использования двух транзисторов истокового повторителя, подключенных к двум последним последовательным конденсаторам, в результате чего на выходе был двухполупериодный сигнал. При смешивании этих двух выходных сигналов генерируется более непрерывная форма выходного сигнала, что обеспечивает улучшенное подавление сбоев синхронизации.
В некоторых конструкциях используется подстроечный потенциометр для изменения нагрузки между двумя выходными повторителями для минимизации составляющей тактовой частоты из-за V GS между ними. Это может быть полезно при работе с очень низкими тактовыми частотами и узкими юбками фильтра в полосе пропускания.
Другой хорошо известной топологией является двойная линия задержки , которая состоит из двух секций задержки, работающих параллельно:
Этот подход обеспечивает гибкую производительность:
- Каждая секция может использоваться независимо, только с общим источником питания.
- Каждую секцию можно соединить последовательно, чтобы получить удвоенное время задержки для заданной частоты дискретизации.
- Каждая секция может быть мультиплексирована для удвоения частоты дискретизации.
- Каждая секция может работать в дифференциальном режиме, чтобы уменьшить даже гармонические искажения.
- Несколько устройств могут быть соединены последовательно.
Для получения более подробной информации об этих конфигурациях см. техническое описание Reticon SAD1024.
2.5 Топология с ответвленным выходом. Буферный усилитель (истоковый повторитель NMOS) может использоваться для неразрушающего контроля конденсаторов. Эти точки измерения или отводы позволяют иметь несколько выходов с разной задержкой, что очень интересно для моделирования эффектов реверберации, правильного микширования различных задержанных выходных сигналов.
3. Сравнение чипов BBD.
Наиболее распространенные микросхемы BBD относятся к серии Panasonic/Matsushita MN3xxx с вариантами для высокого/низкого напряжения питания и количества каскадов.
Помимо Panasonic / Matsushita, другие компании получили лицензию на производство клонов BBD, такие как Behringer, которые финансируют Coolaudio и начали производить клоны MN3207/3208/3205 для собственных производственных нужд. Visual Sound возобновила производство MN3102 / MN3207 в 2009 г.. Shangai Beilling Co LTD производит совместимые по выводам детали с чипами Panasonic/Matsushita, помеченными BL вместо MN.
Менее распространенные микросхемы включают серии Reticon R51xx и RD51xx и Philips TDA1022.
Чтобы система BBD работала полностью, необходим дополнительный драйвер генератора тактовых сигналов. Серия Matsushita/Panasonic MN31xx имеет удобный компактный корпус, разработанный в соответствии с их соответствующими BBD и обеспечивающий:
- Двухфазные часы с низким импедансом и соответствующей емкостью. Значение частоты выбирается простой RC-цепью.
- Стабильный источник питания V GG , используемый для смещения постоянного тока базы элементов удержания заряда, что значительно повышает эффективность передачи, V GG = 4/15 * V CC.
Значение частоты выбирается простой RC-цепью.Использование этих устройств не является обязательным, некоторые разработчики для снижения затрат, большей гибкости или достижения более высоких тактовых частот используют простые делители напряжения, чтобы получить В GG и части генератора, такие как CD4046 (используется в Zombie Chorus), CD4047 (используется в Small Clone, Carbon Copy и A/DA Flanger) или 4013 (используется в Electric Mistress) для генерации двойного тактового сигнала.
4.1 Ограничения часов BBD. Следуя рекомендациям таблицы данных, BBD гарантировали правильное поведение при определенной тактовой частоте (100~200 кГц). Это связано с тем, что входная емкость выводов тактовых импульсов вызывает постепенное ухудшение тактовых импульсов выше предела частоты: тактовые импульсы изменяются с прямоугольных на трапециевидные/пилообразные.
Ограничение тактовой частоты является причиной того, что микросхема Reticon SAD1024 была в значительной степени предпочтительным выбором для эффектов флэнджера, которые включают короткую задержку и быструю синхронизацию: входная емкость на выводах синхронизации была намного ниже (110 пФ), чем у MN3007 (700 пФ). , что позволяет синхронизировать его на гораздо более высоких частотах.
Однако при соответствующей буферизации есть сообщения о том, что он разгоняет чипы MN3xxx намного выше 1 МГц, что приближает устройство к зоне нулевой задержки, что удобно для тонких эффектов фленджера.
Ограничения времени выборки BBD: для любого BBD общее время задержки можно рассчитать как:
где:
N: количество ступеней.
f clock : тактовая частота схемы.
Тактовые сигналы, применяемые к BBD, будут определять время выборки сигнала, это время выборки должно соответствовать теореме Найквиста-Шеннона:
- Для эффектов с короткой задержкой, таких как флэнжер, входной сигнал может подвергаться передискретизации, штраф в виде ухудшения сигнала отсутствует. Если тактовый сигнал выходит за границу тактового сигнала BBD, сигнал clk может быть ухудшен, как описано выше, и искажена форма звуковой волны.
- Для эффектов длительной задержки, таких как задержка, входной сигнал может быть недостаточно дискретизирован, результирующий обработанный сигнал будет ухудшаться, но общее время задержки увеличивается.
Если тактовый сигнал выходит за границу тактового сигнала BBD, сигнал clk может быть ухудшен, как описано выше, и искажена форма звуковой волны. BBD используются в эффектах, основанных на задержке, таких как эхо, хорус, реверберация, вибрато, фленджер или задержка. Все они имеют одинаковую общую схемную архитектуру:
Часть входного сигнала обрабатывается через цепочку BBD. В зависимости от тактовой схемы создается определенный эффект: низкочастотный генератор
Выходной сигнал линии задержки или ее часть можно подавать на вход с переменным коэффициентом усиления, генерируя замыкающие эхо.
До и после действия BBD необходимо выполнить несколько этапов, чтобы избежать ухудшения качества сигнала: сжатие/расширение динамического диапазона, фильтр сглаживания и фильтр реконструкции:
- Динамический диапазон Компандирование (сжатие + расширение): Эти схемы позволяют обрабатывать сигналы с более широким динамическим диапазоном за счет изменения динамики сигнала. Чтобы получить низкий THD и хорошее отношение сигнал/шум, входной сигнал должен быть близок к максимальному входному уровню BBD.
В одних случаях сжатие и расширение происходит вне фильтров сглаживания и реконструкции, а в других компандер реализован непосредственно на входе и выходе BBD. В некоторых системах BBD, требующих компандирования, используются микросхемы серии 570/571. Эта интегральная схема состоит из
пары усилителей с переменным коэффициентом усиления и усреднителей уровня сигнала.
- Фильтр сглаживания: Это фильтр нижних частот, используемый перед дискретизатором сигнала, чтобы ограничить полосу пропускания сигнала, чтобы приблизительно удовлетворить теореме дискретизации Найквиста-Шеннона. Дискретизированный входной сигнал должен быть ограничен по полосе, чтобы предотвратить наложение спектров (это означает, что волны более высокой частоты записываются как более низкие частоты).
Дискретизированный входной сигнал должен быть ограничен по полосе, чтобы предотвратить наложение спектров (это означает, что волны более высокой частоты записываются как более низкие частоты).- Фильтр реконструкции: Также называется Anti-Image Filter снова является фильтром нижних частот, используемым для создания гладкого аналогового сигнала из дискретного входного сигнала. Выходной сигнал должен быть ограничен полосой пропускания, чтобы предотвратить наложение спектров (это означает, что коэффициенты Фурье восстанавливаются как низкочастотные волны, а не как более высокочастотные наложения).
- Путь обратной связи : Путь обратной связи также различается от системы к системе; разные схемы помещают его внутри или снаружи схемы сжатия и расширения.
Наконец, влажный или обработанный сигнал смешивается с исходным сухим , в зависимости от этого соотношения микширования эффект по сравнению с исходным сигналом будет более или менее значительным.
Недостатки устройств Bucket Brigade:
Прежде всего, происходит ухудшение заряда конденсаторов при прохождении через Bucket Brigade, эти потери ухудшают качество задержанного сигнала, внося шум и искажения. Сигнал немного изменен, но это не обязательно недостаток, некоторые исполнители считают, что эта функция уникальна для BBD и способствует созданию теплого или органичного тона.
Процесс передачи заряда из ведра в ведро создает тактовый шум в сигнале. Таким образом, выходной сигнал выглядит как аудиосигнал, но в волне, соответствующей тактовой частоте, есть «всплески». Решение этой проблемы заключается в удалении пиков с помощью фильтра нижних частот, обычно 30 или 36 дБ на октаву с точкой –3 дБ около 3 кГц.
Фильтры нижних частот, используемые для сглаживания и реконструкции, должны быть строгими, чтобы избежать искажения сигнала и не допустить попадания тактового сигнала в звуковой тракт.
Общие конфигурации реализуют активные фильтры высокого порядка (2-й, 3-й, 4-й) с использованием операционных усилителей или транзисторов в конфигурации с ключом Саллена из-за их простоты.
В этой, так называемой, стандартной стратегии частота среза фильтров до и после BBD фиксируется в соответствии с временем задержки эффекта: тактовой частоты сигнала и, следовательно, ограничивая полосу пропускания только необходимой для данной тактовой частоты и улучшая точность сигнала для более коротких времен задержки.
Ядро MN3007 основано на схеме Bucket Brigade Delay с изолированным триодом и дифференциальным выходом. Он был включен в популярные конструкции, такие как DM-1 и CE-2 от Boss, Small Clone и Memory Man от Electro-Harmonix, AD-9.99 от Maxon или Analog Delay от MXR:
Он состоит из кремниевого каскада 1024 PMOS, который обеспечивает задержку сигнала от 5,12 до 51,2 мс. Отношение сигнал/шум составляет 80 дБ тип., THD 0,5% тип. (V IN = 0,78 В среднеквадратичного значения), поддержка диапазона тактовой частоты от 10 до 100 кГц.
Диапазон напряжения питания от -10 до -15В.
6.1 MN3007 по сравнению с MN3207.
Между BBD MN3007 и MN3207 есть некоторые разногласия: некоторые разработчики предпочитают использовать MN3007, потому что он имеет больший запас (более высокие уровни/динамический диапазон без ограничения сигнала) и, следовательно, меньше искажений.
| МН3007 | МН3207 | |
| Технология | Пмос | НМос |
| Отношение сигнал/шум | 80 дБ | 73 дБ |
| КГИ | 0,5 % (В в = 0,78 В среднеквадратичное значение ) | 0,4% (В в = 0,25 В среднеквадратичное значение ) |
| Макс. Частота | 100 кГц | 200 кГц |
| Время задержки | 5,12 ~ 51,2 мс | 2,56 ~ 51,2 мс |
| Блок питания | от -10 до -15 В | от +5 до +10 В |
MN3207 основан на технологии NMOS, а MN3007 – на PMOS (поэтому ему требуется отрицательное питание).
Оба представляют собой 1024-ступенчатые BBD с одной и той же внутренней схемой.
- Соотношение сигнал/шум немного лучше у MN3007 (80 против 73 дБ). Уровни THD
- близки 0,4-0,5% при разных входных напряжениях V rms (0,25V против 0,78V), MN3007 принимает входные сигналы в 3 раза шире, имея фактически лучший динамический диапазон и меньше шума.
- Максимальная тактовая частота лучше в MN3207 200 против 100 кГц, что позволяет сократить задержки 2,56 против 5,12 мс.
- Что касается источника питания, 3007 рассчитан на высокое напряжение (от 10 до 15 В), а в обычных 9-вольтовых педалях питание ниже идеального напряжения, а затем оказывается не с той производительностью, для которой он был разработан. Модель 3207 работает от 4 до 10 В, подходит для 9Эффекты с питанием от V и в оптимальном диапазоне питания, а также 9 В можно легко отрегулировать до 5 В, что обеспечивает надежное стандартное поведение при любых условиях.
Подводя итог, можно сказать, что использование MN3007 обеспечит преимущества в отношении коэффициента нелинейных искажений и более динамичного запаса.
В гитарной педали микросхема будет работать при напряжении 9 В, что ниже оптимального диапазона питания. Пока кажется, что производительность в этих условиях хорошая и предпочтительнее, чем у MN3207.
Однако в схемотехнике BBD есть много других факторов, которые могут улучшить производительность больше, чем сам чип:
- Использование схемы компандера для поддержания максимального уровня входного сигнала.
- Тонкая регулировка напряжения смещения.
- Применяемая фильтрация и схема поддержки (качество тактового импульса, микширование дополнительных выходов и т. д.)
Официальный справочник устройств Panasonic Bucket Brigade, составленный Гарри Бисселлом.
Практическое моделирование схем устройств Bucket Brigade от Raffael & Smith.
Примечание по применению фильтров сглаживания от Microchip.
PAiA Phlanger в Hammer AmpPage.
Bucket Brigade Delay Line Примечание по применению
Электроника Bucket-brigade – новые возможности для задержки, преобразования по оси времени и сканирования Ф.
Л. Дж. Сангстера и К. Тира. (Журнал IEEE, том 4, № 3, стр. 131–136, 1969 г.)
Bucket Brigade Devices, около 1977 г. – Bucket Brigade Devices, около 1976 г.
Цифровая задержка PT-80 от General Guitar Gadgets.
www.CircularScience.com Джона Робертса.
Все таблицы данных MN3XXX, SAD512-1024-4096 и TDA1022 от ExperimentalistAnonymous.
Все таблицы данных MN3XXX, SAD512-1024-4096 и TDA1022 сделаны Марком Хаммером.
Спасибо за внимание, все отзывы приветствуются
Chorus Ensemble MN3007
Теперь с 5 переключаемыми модами!
True Bypass, Depth, Pot, Buffer и новая смесь Boost ‘N’ Blend!
Наша флагманская педаль, точное, тщательно изготовленное воссоздание классического хоруса/вибрато BOSS ® CE-1 с использованием более распространенного чипа NOS MN3007 Bucket Brigade вместо редкого 19BBD 70-х используется в PastFx Chorus Ensemble Deluxe.
Дебетовая или кредитная карта
90 002 Оплата доступна
Что это?
Ансамбль хоруса PastFx MN3007 (CE-7) представляет собой модифицированный Ансамбль хоруса PastFx Deluxe , , использующий менее устаревшую NOS MN3007 BBD.
В (CE-7) используется та же печатная плата, что и в Deluxe, почти идентичные компоненты и привлекательная цена.
(CE-7) работает от того же биполярного напряжения , точно такой же секции предусилителя и включает переключаемые модули глубины и буфера.
Характеристики
- Используется устаревшая NOS Panasonic / Matsushita 1024 BBD MN3007
- включает в себя схему «Noise Killer»
- Такой же уникальный каскад предусилителя
- Ножной переключатель Normal/Effect
- Ножной переключатель вибрато/хорус
- Треугольная волна LFO – хорус
- Синусоида LFO – Вибрато
- Not True Bypass* (переключение Jfet) — (переключаемый стереорежим True Bypass теперь входит в стандартную комплектацию!)
- Индикатор пикового уровня, визуальная обратная связь с входной чувствительностью
- Переключатель высокого/низкого уровня входной чувствительности
- Двухцветный светодиод скорости LFO, визуальная индикация выбранного эффекта
Синий — хорус
Красный — вибрато
- Выходы стерео/моно. В стереоустановке необработанный сигнал направляется на гнездо стерео, а необработанный — на выходное гнездо моно.
- Элементы управления вибрато: глубина и скорость
- Хорус управляется ручкой Intensity (которая регулирует скорость и глубину)
- При обходе эффекта светодиодный индикатор LFO остается включенным, не мигая
- Подходит для педалбордов, занимает минимум места и работает не по отраслевому стандарту (9Отрицательный наконечник VDC 2,1 мм)
- (CE-7) включает до 5 дополнительных популярных переключаемых модов
- Все моды можно отключить, восстановить исходную схему или выборочно активировать по вкусу. К ним относятся:
В стереоустановке необработанный сигнал направляется на гнездо стерео, а необработанный — на выходное гнездо моно.Модификация глубины
Этот мод популярен среди тех, кто хотел больше контролировать эффект хоруса.
При активации позволяет использовать ручку глубины вибрато для управления глубиной хоруса. Глубина запаса хоруса по-прежнему может быть достигнута путем полного поворота ручки глубины вибрато по часовой стрелке.
Модификатор буфера
Активация контура буфера может помочь восстановить некоторые высокие частоты. Это более заметно, когда переключатель входной чувствительности находится в верхнем положении. Встроенная буферная цепь (CE-7) может быть добавлена или удалена по желанию.
Примечание. При сильном клиппировании сигнала с помощью регулятора уровня на высоком уровне он может давать различные ответы в зависимости от типа воспроизводимого усилителя.
На некоторых усилителях он может звучать почти как фузз, а на других более традиционный хрустящий звук! Это тот же опыт с Deluxe.
Мод Стерео Истинный Байпас
При активации мод Стерео Истинный Байпас позволяет использовать оба выхода… как вы уже догадались, Истинный Байпас!
Pot Mod
При активации изменяет значение сопротивления потенциометра управления уровнем по умолчанию с 50K на 500K.
Поскольку оригинальная модель Ce-1 была разработана с расчетом на клавишные, многие гитаристы, владевшие оригинальными педалями Ce-1, предпочли заменить 50 000 педалей на более высокую стоимость.
Все 4 переключателя модов расположены внутри задней части устройства.
Настроить по вкусу.
Boost ‘N’ Blend
Переключаемый мод Boost ‘N’ Blend позволяет пользователю настраивать выходные уровни хоруса, а также
баланс сигнала. Переключение обоих ползунковых переключателей Wet & Dry в положение «MOD» позволяет активировать 2 белых триммера
. Это позволит увеличить или уменьшить общий уровень сигнала Wet modulated & Dry
. Просто регулируя триммеры, можно изменить стандартное соотношение влажного/сухого смешивания. Для тех
Если вам нужен «более чистый» хорус, внешний регулятор уровня можно отключить, а два внутренних триммера усиления
могут увеличить общий уровень до уровня единицы. Обратного также можно достичь, если
«Хруст предусилителя» сильно усилить, но сохранить единство с уровнем True Bypass. Просто поверните регулятор уровня на максимальное значение
и используйте внутренние регуляторы, чтобы уменьшить общий уровень, чтобы он соответствовал.
Размеры: 120 x 94 x 50 мм (корпус типа 1590BB)
Потребляемый ток прибл.: 110-130MA ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ НАШИХ ПРОДУКТОВ, ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОДУКТА МОГУТ ИЗМЕНЯТЬСЯ БЕЗ УВЕДОМЛЕНИЯ.
Ниже приведен небольшой отрывок из видео Tone-Talk, где Дэн из “That Pedal Show”
объясняет «Мод горшка». Это видео послужило вдохновением для добавления мода в наш дизайн 🙂
Теперь у нас в стандартной комплектации есть мод Stereo True Bypass (в примере на видео такой функции нет 🙂 ) ”Я заказал педаль Chorus Ensemble, и она мне безумно нравится! Звучит именно так, как я хочу. Общение с Верли было отличным, на каждое электронное письмо отвечали в течение нескольких минут. Педаль прибыла менее чем за месяц (из Австралии в Нидерланды) и даже пришла с вкусным австралийским печеньем. Настоятельно рекомендую PastFX!» Теун Отличный сервис и связь, педаль звучит точно так же, как моя оригинальная CE-1, а с модами, предлагаемыми PastFx, делает ее идеальной педалью для хоруса – Джон Рассилла Удивительно!! Лучшая из лучших педаль CE-1 Clone.
youtube.com/embed/cAOGaR0hGSc” frameborder=”0″ allowfullscreen=”” allow=”accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture”> 
Больше новостей
