Схема и описание работы примочки Marshall The Guv’nor GV-2

Классический дисторшн/овердрайв своими руками. Подробный разбор схемы и поблочной работы популярной гитарной педали перегруза

Marshall Guv'nor – это классическая педаль дисторшн/овердрайв, созданная для воспроизведения характерного звучания усилителей Marshall и появившаяся на свет в 1988 году. Примочка получила наибольшую популярность после того, как Гэри Мур использовал её при записи "Still Got The Blues".
Как пишет производитель: «Педаль Guv’nor обладает огромной гибкостью звучания. С ней в вашем арсенале находится практически полноценный усилитель Marshall. Расширенные настройки гейна позволяют адаптировать звучание вашей гитары под множество стилей: от легкого подгруза в духе винтажных ламповых усилителей, идеального для певучих блюзов, до классического звучания JCM800, и современного супернасыщения для зубодробительных аккордов и нескончаемого сустейна».

А чтобы понять, что же делает данную педаль соответствующей столь хвалебному описанию, давайте углубимся в некоторые схемотехнические детали примочки. И поможет нам в этом непростом деле статья, опубликованная на буржуйском сайте https://www.electrosmash.com:

Marshall The Guvnor Analysis
Схему Guv'nor можно разделить на 5 блоков: входной каскад, каскад ограничения, регулятор тембра, выходной каскад и каскад электропитания:

Рис.1 Схема гитарной педали Marshall The Guv’nor GV-2

1.1 Цепь электропитания Marshall The Guv’nor GV-2

Каскад электропитания на R13, R14, C14 питания формирует для схемы напряжение смещения (+4,5 В) от источника питания +9 В.
Два резистора по 47 кОм (R13 и R14) формируют напряжение смещения +4,5 В для операционных усилителей (т. е. виртуальную землю).
Один электролитический конденсатор C14 (10 мкФ) шунтирует по переменному току соединение резисторов (+4,5 В), снижая любые помехи от линии питания.
Другие педали включают в себя некоторые дополнительные детали, такие как конденсатор для развязки линии +9 В, диод для защиты от обратной полярности и т. д. Здесь Маршалл пошел по простому и эффективному пути.

1.2 Входной каскад Marshall The Guv’nor GV-2

Входной каскад – это операционный усилитель U1A TL072 в неинвертирующем включении, усиление которого регулируется потенциометром VR1 Gain 100K. Этот каскад обеспечивает усиление напряжения, высокое входное сопротивление и фильтрацию сигнала.
Резистор R1 сопротивлением 2,2 МОм поддерживает нулевое напряжение на входе приставки, он позволяет избежать резких щелчков при включении эффекта.
Входной конденсатор C1 емкостью 9,6 нФ блокирует постоянный ток и любые низкочастотные паразитные колебания частотой ниже 16 Гц.
Вход (контакт 3 +) операционного усилителя смещен на +4,5 В с помощью резистора R2 (1 МОм ), что позволяет поддерживать виртуальное заземление на уровне +4,5 В.
Входное сопротивление каскада составляет 690 кОм, а коэффициент усиления напряжения регулируется переменным резистором от 1 (0 дБ) до 46.45 (33.3 дБ).

Конденсатор C3 и последовательный резистор R3 образуют фильтр верхних частот с частотой fc=1/2πRC=723 Гц. Цель состоит в том, чтобы ослабить низкие частоты, которые могут перегрузить операционный усилитель, вызывая нестабильность или гул.
Конденсатор C2 и потенциометр VR1 действуют как фильтр нижних частот с частотой среза fc=1/2πRC=13,2 кГц. Поскольку VR1 является переменным резистором, частотная характеристика также будет меняться вместе с ним: при максимальном усилении (VR1=100 кОм) амплитуда начинает спадать начиная с частоты среза 13,2 кГц, а по мере уменьшения усиления fc будет расти по частоте. Вот почему, если вы посмотрите на АЧХ, "горб" становится тем более выраженным, чем выше усиление (верхняя часть графика) на Рис.2.



Рис.2 АЧХ входного каскада Marshall GV-2 в зависимости от положения потенциометра Gain

Усиление изменяется от 0 до 33 дБ, как и было рассчитано ранее. Горбатая форма АЧХ в усилительном каскаде довольно распространена в педалях overdrive/distortion, она снижает резкие высокочастотные гармоники (ФНЧ на 13,2 кГц), а также обеспечивает отсутствие перенасыщения каскада басовыми составляющими сигнала (ФВЧ на 723 Гц).

1.3 Каскад клиппинга Marshall The Guv’nor GV-2

Этот каскад построен на операционном усилителе (в инвертирующей топологии) для еще большего увеличения усиления напряжения после входного каскада.
Конденсаторы С4 и С5 – это обычные разделительные конденсаторы для блокировки постоянного тока с предыдущего каскада. Они не окажет никакого влияния на аудиосигнал.
Конденсатор С6 образует вместе с R5 фильтр нижних частот с частотой среза fc=1/2πRC=1 кГц.
Два встречно-параллельных светодиода (D1 и D2), подключенных к земле, используются для ограничения гитарного сигнала. Этот тип ограничения диодов создаёт звук с жестким ограничением, что приводит к его дополнительному искажению.
Marshall использует красные светодиоды в эффекте Guvnor, как впрочем, и во многих друх своих разработках. Похоже, что светодиоды имеют что-то, что соответствует тону Marshall, и они являются важной частью звуковой сигнатуры.

Ножной переключатель 2PDT подключает индикаторный светодиод D3 к земле, что приводит к его загоранию, когда педаль задействована. Когда педаль выключена, вход операционного усилителя заземляется, чтобы предотвратить проникновение наводок и шумов с предыдущего каскада.

Резистор R4 вместе с R5 определяют коэффициент усиления операционного усилителя: Gv= - R5/R4 = - 680 кОм/10 кОм = -68 (36 дБ).
В результате мы имеем сверхвысокое общее усиление в 70 дБ (33,3 дБ от входного каскада + 36 дБ от ступени ограничения). Такая необходимость возникает из-за того, что впоследствии блок регулировки тембра ослабит сигнал примерно на 10–20 дБ.
На Рис.3 показаны частотные характеристики обоих каскадов (входного + ступени ограничения) при различных положениях потенциометра усиления.



Рис.2 АЧХ входного каскада + ступени ограничения Marshall GV-2 при разных положениях потенциометра Gain

1.4 Каскад регулировки тембра Marshall The Guv’nor GV-2

В отличие от многих других педалей дисторшн/овердрайва, Guvnor включает в себя независимую регулировку низких, средних и высоких частот. Схема (Tone Control, см. Рис.1) представляет собой вариацию классического тонкорректора FMV.
FMV или TMB (Treble Mid Bass) – это аббревиатура топологии управления тембром, используемой в большинстве усилителей Fender, Marshall и Vox (а также многих других).
Регулятор тона Guv'nor очень интерактивен, обычно это не очень хорошо (настройка одного из регуляторов влияет на два других), но, похоже, пользователи Guv'nor привыкли к нему и его способности создавать множество различных тембров. Это интересная особенность педали – вы можете настроить тон так, чтобы он подходил практически к любому усилителю.

А в довершение проделанной работы – поддержим отечественного производителя и приведём-таки хорошее видео малоизвестного мне исполнителя с малопопулярного (среди меня) сайта rutube.