Устройства, разработанные runoffgroove.com, исторически ориентированы на баланс между хорошим звучанием и сложностью схемы.
На этот раз мы изменили подход, снизив ограничения на сложность схемы в пользу гибкости регулировок и качества звука. Кроме того, была поставлена цель использования таких комплектующих, чтобы звук каждой сборки был более или менее одинаковым.
Использование полевых транзисторов несовместимо с этим требованием, так как и тональность каждого устройства, зависит от того, как конкретный полупроводник реагирует на перегрузку на входе.

Это привело нас к следующим отправным точкам при разработке конструкции овердрайва:
- Использование качественных операционных усилителей (в нашем случае - LM833).
- Избегание работы ОУ в режимах клиппирования (ограничения) выходного сигнала.
- Использование для этой цели более высокого напряжения питания (24 В).
- Формирование ограничения сигнала посредством полупроводниковых диодов.

Некоторые поклонники наших прошлых устройств, выполненных на JFET-ах, могут быть готовыми отказаться от этого проекта, решив, что мы сошли с ума. Но нет, просто мы реализуем необходимую нелинейность и асимметрию сигналов несколько другим способом.

Сформулировав вышеуказанные критерии, мы поставили перед собой задачу смоделировать устройство модернизированного 100 Вт Marshall Super Lead, которое обладало бы таким же волшебным звуком и которое мы надеялись запечатлеть в форме педали. Оригинальный Маршаловский усилитель, принадлежащий одному из членов команды runoffgroove.com, обеспечивал базовое звучание и позволял проводить параллельное сравнение во время разработки.

Рис.1 Овердрайв по мотивам MARSHALL SUPER LEAD

Изучив базовый усилитель, мы обнаружили два входных канала, NORMAL и BRIGHT. Канал BRIGHT позволяет изменять количество высоких частот в процессе регулировки GAIN для достижения дополнительной яркости. Глядя на всё это, мы пришли к выводу, что подобные варианты регулировок хорошо бы иметь и в нашей педали.

В окончательном виде мы решили реализовать регулятор ТОНА таким образом, чтобы он непрерывно изменял соотношение между NORMAL и BRIGHT. Кроме того, частотная характеристика этого регулятора не изменяется при изменении положения потенциометра GAIN. АЧХ первого каскада усиления с регулятором тона приведена на Рис.2.


Рис.2 АЧХ первого каскада усиления в зависимости от угла поворота регулятора TONE

Затем возникла следующая ключевая задача: как реализовать асимметричное ограничение, исходящее от перегрузки предусилителя. Для этой цели использовалось различное количество диодов и действительно - это добавляет некоторое количество гармоник второго порядка. Однако мы искали что-то более точное и хотели добиться не только различных порогов (уровней) ограничения для положительных и отрицательных полуволн сигналов, но и различную степень ограничения (жёсткую и мягкую) разнополярных сигналов.

Изучив множество патентов, связанных с динамической эмуляцией триода, а также некоторые цифровые алгоритмы, моделирующие подобные динамические эффекты и объединив полученные знания, мы получили нашу собственную аналоговую схему, которая делает всё вышесказанное очень простыми, но эффективными способами. Несмотря на простоту, схема обладает необходимыми для успешной эмуляции свойствами. Единственное, что необходимо для корректной работы - это достаточно высокий динамический диапазон каскадов, которые управляют работой полупроводниковых диодов. Для этого напряжение питания микросхем выбрано равным 24 В.

Следующие три каскада усилителя содержат 4 пары диодов с отличающимися падениями прямого напряжения. Различные комбинации токозадающих резисторов для этих диодов, задают различные пороги и глубины ограничения сигнала и формируют несимметричные для противоположных полярностей сигналов динамические характеристики.
Неполярные конденсаторы осуществляют формирование АЧХ ограничительных ступеней.


Рис.3 Комбинированная АЧХ 2...4-го каскадов усиления

Далее следуют 2 каскада элементов управления формированием тембра. Регулятор BOTTOM может добавить почти 15 дБ усиления низких частот с центром около 100 Гц. Регулятор TOP может добавить чуть более 15 дБ подъёма высоких частот с центром около 6000 Гц. АЧХ регуляторов тембра при различных положениях переменных резисторов приведена на Рис.4.


Рис.4 АЧХ регуляторов тембра в зависимости от положения потенциометров

Наконец, был реализован элемент управления PRESENCE с целью обеспечения дополнительной регулировки высоких частот и правильного согласования педали с различными типами усилителей и динамиков.

Ниже помещены записи примеров звучания "Thunderbird":

     Gain 17, Tone 17, Top 17, Bottom 17, Presence 17
     Gain 15, Tone 15, Top 13, Bottom 15, Presence 12
     Gain 12, Tone 12, Top 13, Bottom 12, Presence 12

Настройки приведены в 24-часовом формате: минимум 7ч и максимум 17ч.

При записи была использована следующая цепочка: Гитара - Thunderbird - direct box - звуковая карта - программное обеспечение 4x12 cab sim.

Примечание Vpayaem.ru:

На микросхеме Lt1054 выполнен преобразователь постоянного напряжения 9 => 24В.

На транзисторе Q1 реализован ключ, осуществляющий включение-выключение примочки. База транзистора через резистор 2,7кОм подсоединяется ко второму контакту входного стерео разъёма и замыкается на землю при подключении монофонического штекера, открывая тем самым ключ и подавая питание на устройство.