Изучаем схему лампового гитарного усилителя Marshall JCM900
Hi Gain Master Volume MK III и Hi Gain Dual Reverb - начало исследования:
1. Предусилитель - формирователь чистого лампового звука, лёгкого овердрайва и глубокого перегруза
Серия JCM900 изначально вышла под рекламным слоганом: «Усилитель, в котором вам не захочется ничего модернизировать».
По сравнению с предыдущими моделями - усилители серии JCM900 звучат не только более «остро» и «резко» на перегрузе (что большинством
музыкантов было расценено как шаг к более современному звуку), но и обладают по сравнению с 800-ой серией намного более чистым и приятным
неперегруженным звучанием.
И тут ясен пипидастр, что главным ответственным за звук в любом ламповом маршаловском гитарном аппарате, будь то комбик или голова, является
предварительный усилитель, в котором и происходит основная церемония формирования АЧХ и динамических процессов всего изделия.
Причём, попытки имитировать данное легендарное звучание посредством транзисторных построений, в большинстве случаев к ожидаемому результату
не приводит. И связано это не с неспособностью транзисторов "звучать по ламповому" (ВАХ полевых транзисторов достаточно близки к ламповым),
а с игнорированием тонких нюансов и схемотехнических изысков "непростых" британских специалистов.
Так что давайте рассмотрим схему узла предварительного усиления "Marshall JCM900" и попытаемся разобраться - для чего нужна та или
иная деталюшка.
Рис.1
Большинство музыкантов, решившихся на самостоятельное повторение данного усилителя, взяли за основу не оригинальную схему, приведённую
производителем, а более удобную для прочтения - схему с сайта www.heavypage.narod.ru, гуляющую в сети. А потому и не включили в состав
своих поделок цепочку R9, D1 (Рис.1). А зря! Практически во всех схемах, разработанных и вылизанных как котовьи причиндалы просвещёнными
британцами, всякая деталюшка аккурат стоит на своём месте и каждая выполняет свою важную функцию.
Входной каскад на элементе V1.1 - это обычный усилитель с общим катодом.
В его функции входит не только усиление входного сигнала, но и некоторое обогащение его спектра частотами 2-ой гармоники, что особенно
ощутимо при звучании чистой (неперегруженной) гитары, либо при низком уровне перегруза. Для того, чтобы каскад лучше справлялся с этой
задачей, его рабочая точка аккуратно смещена вверх по отношению к середине передаточной характеристики.
Коэффициент усиления каскада зависит от параметров используемой лампы и может находиться в интервале 33...37дБ.
Цепочка R5, C4 - это простейший ФНЧ 1-го порядка, который с учётом выходного сопротивления предыдущего каскада имеет частоту среза 3,6кГц.
Далее следует очень хитро-включённый (между сеткой и катодом) потенциометр R6, выступающий в качестве первого регулятора усиления.
При низких уровнях входного сигнала, усилительный каскад ОК на элементе V1.2 имеет усиление примерно такое же, как и предыдущий.
При увеличении же величины напряжения на катоде V1.2 сверх уровня открывания диода D1, значение усиления отрицательной полуволны
остаётся прежним, а положительной - повышается на несколько дБ.
С9-С11, R11-R13 - это частотозависимый регулятор усиления с глубиной регулировки 20дб.
АЧХ данного регулятора имеет ярковыраженную зависимость от угла поворота потенциометра R12, позволяя минимизировать тембральную зависимость
выходного сигнала от степени его ограничения (перегруза).
Выход регулятора подключён к диодному ограничителю амплитуды сигнала и выполнен по схеме, сочетающей в себе комбинацию диодного
моста Br1 и одиночного диода D2. Диодный мост содержит внутри себя элементы с малым прямым падением напряжения и явно был выбран
разработчиками не из соображений экономии. Не стоит пытаться заменить эту комбинацию на что-то другое.
С ограничителя сигнал поступает на очередной каскад ОК, выполненный на элементе V2.1. По большей части он выполняет ту же функцию,
что и V1.1 - обогащает сигнал чётными гармониками.
Каскад на V2.1 - это катодный повторитель, имеющий относительно низкое выходное сопротивление, необходимое для корректной работы
трёхполосного темброблока (или эквалайзера, как его называет производитель), реализованного на R18-R21, C14-C16.
Ну и завершающая цепь - это резистивный делитель R22-R23. Он осуществляет уменьшение уровня поступающего на него сигнала до значений,
приемлемых для работы последующих каскадов.
А вот теперь можно расслабиться, выкурить сигаретку и посмотреть форму выходного сигнала при различных положениях регулирующих
элементов.
Итак. Темброблок я отключил, выходной делитель R22-R23 оставил, на вход подал синус частотой 1кГц и амплитудой 100мВ.
.
.
.
Рис.2
Поскольку диаграммы, изображённые на Рис.2, никаким боком не являются японскими комиксами, то и рассматривать мы их будем слева направо
и сверху вниз.
Первая диаграмма соответствует уровню усиления блока 40дБ. Этот режим является относительно близким к началу ограничения сигнала
и считается предпочтительным для получения на выходе чистого (неперегруженного) звука.
Кг равен 1,35%, преобладающей является 2-ая гармоника,
уровень 3-ей ниже её на 8дБ, остальные находятся на уровне шумов и в расчёт могут не приниматься. Вот он - знаменитый ламповый звук.
На второй диаграмме (усиление 45дБ) - лёгкий перегруз, так любимый многими блюзменами.
На 3-5 диаграммах - усиление: 50, 60 и 70дБ. Несмотря на почти 20-кратное (по отношению к началу перегруза) увеличение амплитуды сигнала,
идёт постепенное, мягкое и практически симметричное ограничение.
И наконец, последняя диаграмма - уровень усиления 75дБ (или в 5600 раз по напряжению). Налицо потеря симметрии выходного сигнала,
что подсыпет немного песка в звучание инструмента.... Однако, как "редкий щегол со шнобелем дочешет до середины Днепра, а если дочешет, так
гикнется и копыта отбросит", так и редкий музыкант вывернет до максимума ручку усиления маршаловского JCM900.
И для кучи приведу графики изменения АЧХ усилителя в зависимости от положения потенциометра 2-го регулятора усиления (R12).
.
.
Рис.3
На первом рисунке (Рис.3) приведена АЧХ (с максимальным подъёмом характеристики 5,8кГц), соответствующая положению регулятора,
при котором обеспечивается минимальное усиление.
На последнем (с максимальным подъёмом 1кГц) - соответствует положению максимального усиления.
Между ними - характеристики с промежуточными положениями регулятора.
А можно ли заставить полупроводниковые изделия заставить запеть голосами, подобными Marshall-овским усилителям? Сложно! Но, если усвоить
механизмы усиления вакуумных триодов и понимать, как происходят процессы формирования сигнала внутри в той или иной ламповой
конструкции - то можно.
Именно этим мы и займёмся на следующей странице.
|
